ES2692198T3 - Bomba de trituración y cizalladura - Google Patents

Abstract

Una bomba (100) que comprende: una carcasa (104) de bomba que tiene una entrada (105) y una salida (106) formadas en la misma; una unidad de accionamiento (170) con un árbol de accionamiento (113) que se extiende axialmente a través de dicha carcasa (104) de bomba; un rodete (109) conectado a dicho árbol de accionamiento (113) y colocado dentro de dicha carcasa (104) de bomba; un conjunto de anillo cortador radial (101) colocado junto a dicha entrada de dicha carcasa de bomba y dicho rodete (109), estando configurado dicho conjunto de anillo cortador radial (101) con una pluralidad de ranuras de cizalladura laterales (128) dispuestas en una superficie de anillo cortador radial (121) de dicho conjunto de anillo cortador radial (101); una barra cortadora (102) conectada a dicho árbol de accionamiento (113), estando configurada dicha barra cortadora (102) con una o más cuchillas de corte (160) ubicadas en un borde (118) dispuesto junto a dicha superficie (121) de anillo cortador radial y una superficie superior (116) sustancialmente plana; un conjunto de anillo cortador axial (103) configurado para proporcionar una acción de trituración-corte (140) del sólido (130) realizada por dichas cuchillas de corte (160) que giran más allá de dicha superficie (121) de anillo cortador radial de dicho conjunto de anillo cortador radial (101), comprendiendo dicho conjunto de anillo cortador axial (103) un anillo exterior (123) y uno interior (122); un alojamiento; estando caracterizada además la bomba por que el rodete (109) tiene una pluralidad de paletas (110) configuradas para dirigir líquido radialmente hacia dicha salida; el conjunto de anillo cortador axial (103) comprende un anillo exterior (123) y un anillo interior (122) conectados por una o más cuchillas (124) que forman unas aberturas (126) entre dichos anillos exterior e interior (122, 123) adaptadas para el paso de sólidos desde dicha entrada (105) hasta dicha salida (106), teniendo dicho conjunto de anillo cortador axial (103) una superficie de corte axial (153) dispuesta sustancialmente paralela a dicha superficie superior (116) de dicha barra cortadora (102), estando dispuesto dicho conjunto de anillo cortador axial (103) entre dicho rodete (109) y cada uno de dicho conjunto de anillo cortador radial (101) y dicha barra cortadora (102); el alojamiento (107) está configurado para ajustar una dimensión predeterminada entre dicha superficie de corte axial (153) dispuesta sustancialmente paralela a dicha superficie superior (116) de dicha barra cortadora (102) con el fin de ajustar una acción de cizalladura-corte (150) del sólido realizada por los bordes de una superficie superior (116) de dicha barra cortadora (102) y una superficie de una o más cuchillas (124) de dicho conjunto de anillo cortador axial (103) que se deslizan una más allá de otra.

Description

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DESCRIPCION

Bomba de trituracion y cizalladura Campo de la invencion

La presente invencion se encuentra en el campo de las bombas capaces de cizallar y triturar solidos en la admision de la parte de la bomba para numerosas aplicaciones que incluyen aguas residuales, alcantarillado, saneamiento, industria y agricultura.

Antecedentes de la invencion

Actualmente, se conoce una variedad de bombas para bombear Kquidos, aguas residuales y otros lfquidos que contienen solidos, tales como basura, productos desechables, telas tejidas, polimateriales y otros artfculos. Si bien estas bombas pueden trocear solidos en diversos grados para permitir que los solidos fluyan a traves de la salida de la bomba para su eliminacion, ocurren otros problemas porque las aguas residuales modernas contienen solidos en forma de productos sinteticos desechables y materiales fibrosos tejidos. Los disenos de bombas convencionales hacen un mal trabajo al triturar tales solidos y materiales fibrosos tejidos.

Para procesar solidos, las bombas convencionales emplean un diseno de rodete del tipo sin obstruccion para aspirar los solidos en la bomba. Cuando los solidos son materiales fibrosos tejidos, estos solidos no se cizallan como un solido de tamano pasable por el rodete del tipo sin obstruccion cuando entra inicialmente en la bomba. Por lo general, los materiales fibrosos tejidos se aglomeran alrededor del ojo del rodete debido a la rotacion del agua y del rodete. Una vez enroscados, los materiales fibrosos tejidos a menudo no salen de la bomba, reducen el flujo de salida de la bomba y pueden ocasionar avenas en la bomba como, por ejemplo, obstrucciones, agarrotamiento y desgaste del motor.

Los disenos de bomba de troceado o troceadora convencionales utilizan tfpicamente una bomba centnfuga equipada con un sistema de corte para facilitar la accion de corte y maceracion de solidos que estan presentes en el lfquido bombeado, por lo que una unidad de accionamiento (por ejemplo, un motor electrico, un motor hidraulico, etc.) hace girar un rodete y el sistema de corte. El rodete esta montado de forma fija en un arbol de accionamiento de la unidad de accionamiento. Cuando tales solidos entran en la entrada, el rodete tiene bordes de cubierta afilados adaptados para cortar los solidos contra las ranuras en espiral en una placa posterior. Las bombas troceadoras estan disponibles en diversas configuraciones y, por lo general, estan equipadas con un motor electrico para hacer funcionar el rodete y proporcionar el par para el sistema de corte. Los disenos existentes de bombas cortadoras tienen desventajas en el procesamiento de solidos de materiales fibrosos tejidos, incluyendo la obstruccion, la envoltura o la detencion de la operacion de la bomba porque una vez que los solidos han ingresado en el rodete, estos solidos deben viajar a traves de la placa posterior antes de la accion de corte, por lo que puede ocurrir una envoltura antes del corte. Sena una mejora con respecto a los disenos de bomba cortadora convencionales evitar la obstruccion de la propia bomba y de la canalizacion adyacente por tales solidos y materiales fibrosos tejidos.

En disenos de bomba de molienda convencionales, el rodete o muela esta posicionado en la porcion de admision de la bomba para usar el rodete como parte del mecanismo de corte. Los disenos de bombas de molienda existentes tienen desventajas, ya que no permiten que los solidos ingresen hasta que se dividan en partfculas mas pequenas, es decir, en una accion de "todo o nada" que depende de los solidos que se cortan o expulsan antes de ser aspirados nuevamente por el rodete para otro intento. La accion de arranque de solidos y materiales fibrosos tejidos en los disenos de bombas de molienda convencionales a menudo no tiene exito y es menos que optima. Pueden producirse todavfa envolvimientos y obstrucciones incluso despues de multiples acciones de arranque de los solidos debido a que los materiales fibrosos tejidos se acumulan para eventualmente obstruir la admision de la bomba, lo que puede ocasionar una avena de la bomba (por ejemplo, desgaste). Una solucion comun es usar bombas de mayor capacidad con motores mas grandes y aberturas de admision (es decir, aumentar el tamano de la bomba) para permitir el paso de solidos a una admision de un diametro relativamente grande. Sin embargo, el sobredimensionamiento de la bomba para aumentar la admision de la bomba tambien resulta en un aumento de los costes de la bomba necesaria para la aplicacion.

Por consiguiente, existe una gran necesidad de una bomba economica de tamano optimo configurada para superar los numerosos problemas asociados con los materiales fibrosos tejidos y otras desventajas de la tecnica anterior. La presente invencion proporciona una bomba centnfuga duradera eficaz para bombear solidos y materiales fibrosos tejidos suspendidos en un lfquido con un diseno de bomba mas pequeno y eficaz. El diseno de la bomba de trituracion y cizalladura de la presente invencion reduce las obstrucciones y las avenas en la operacion de corte, cizallado o trituracion de solidos, y especialmente de materiales fibrosos tejidos, presentes en la admision de la bomba. El diseno de la bomba de trituracion y cizalladura de la presente invencion tambien proporciona una bomba centnfuga mejorada en un diseno mas pequeno en el que se han utilizado hasta ahora bombas mas grandes. Por consiguiente, existe una necesidad prolongada de una bomba que tenga una accion de corte mejorada para su uso en aplicaciones en las que un diseno mas pequeno es adecuado para procesar aguas residuales modernas y en otras aplicaciones de procesamiento de lfquidos.

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El documento FR1562347 revela una bomba de molienda sumergida en agua con aletas machacadoras para machacar un solido grande que comprende una carcasa de bomba, una unidad de accionamiento, un rodete, un anillo cortador radial, un cortador y un alojamiento. La bomba tiene la entrada A y una salida B. La unidad de accionamiento tiene un arbol de accionamiento que se extiende axialmente a traves de la carcasa de la bomba. El rodete esta conectado al arbol de accionamiento y esta ubicado dentro de la carcasa de la bomba. El rodete tiene una sola paleta configurada para dirigir lfquido radialmente hacia la salida. El anillo cortador radial esta ubicado junto a la entrada y al rodete. El cortador esta conectado al arbol de accionamiento y tiene cuchillas de corte en el borde. En operacion, el material que se ha de aplastar y/o moler ingresa a traves de la entrada A y se muele por la cooperacion entre la aleta y los dientes, entre los dientes, y entre las partes adyacentes del rotor y los dientes con el material aplastado que pasa a traves de ranuras y acanaladuras en la camara de salida para alcanzar la salida B.

El documento KR101036955 revela una bomba de molienda sumergida en agua que comprende un arbol rotativo, una carcasa, un rodete, un cortador superior, un anillo de molienda, un cortador inferior y una tapa. El arbol rotativo es hecho girar por la fuerza motriz del motor. Se forma una entrada en la superficie inferior de la carcasa, y se forma una salida en el lado de la misma. El rodete se coloca dentro de la carcasa, se acopla con el arbol rotativo y se integra con el arbol rotativo. El cortador superior se coloca dentro de la carcasa y se coloca en la parte inferior del rodete. El cortador superior esta acoplado con el arbol rotativo y se hace girar con el arbol rotativo. El anillo de molienda se forma con multiples entradas y se fija en la carcasa. El cortador inferior esta acoplado con el arbol rotativo y se hace girar con el arbol rotativo. En funcionamiento, un solido en el fluido que fluye a traves de la entrada se corta primero con el cortador inferior y el anillo de molienda de un tamano predeterminado, o mas pequeno antes de introducirse a traves del orificio de entrada para ser cortado por una cuchilla inferior de un cortador inferior giratorio.

Sumario de la invencion

La presente invencion es una bomba de trituracion y cizalladura configurada con una carcasa de bomba con una entrada y una salida formadas en la misma. Una unidad de accionamiento hace girar un arbol de accionamiento que se extiende axialmente a traves de la carcasa de la bomba hasta un rodete y una barra cortadora. La bomba esta configurada ademas con un conjunto de anillo cortador radial colocado junto a la barra cortadora y la entrada que proporciona una accion de trituracion-corte de solidos entre la barra cortadora giratoria que se desliza mas alla de un conjunto de anillo cortador radial que se mantiene estacionario, por ejemplo, las cuchillas de corte formadas en un borde de la barra cortadora giran a traves de una superficie interna del conjunto de anillo cortador radial. La bomba tambien tiene un conjunto de anillo cortador axial, formando una o mas cuchillas unas aberturas adaptadas para el paso de solidos desde la entrada a la salida con el fin de proporcionar una accion de cizalladura-corte de solidos por una rotacion de una superficie superior de la barra cortadora que se desliza mas alla de una superficie de la una o mas cuchillas del conjunto de anillo cortador axial. La bomba de trituracion y cizalladura puede configurarse con una o mas ranuras en la superficie interna del conjunto de anillo cortador radial para mantener material fibroso tejido para la accion de trituracion-corte.

La barra cortadora puede configurarse con una superficie redondeada opuesta a la superficie superior de la barra cortadora adaptada para proporcionar una accion de eyeccion o arranque de solidos y materiales fibrosos tejidos de una dimension predeterminada mas grande que las aberturas en el conjunto de anillo cortador axial.

La una o mas cuchillas del conjunto de anillo cortador axial pueden estar configuradas con un angulo suficiente para cortar solidos y materiales fibrosos tejidos de una dimension predeterminada que entran en las aberturas del conjunto de anillo cortador axial.

La bomba de trituracion y cizalladura de la presente invencion se puede formar con una interfaz ajustable entre la superficie del anillo cortador axial y la barra cortadora para permitir una accion de cizalladura-corte optima cuando sea nueva y para ajustes posteriores con el fin de mantener una accion de cizalladura-corte optima despues de que se haya producido algun desgaste (es decir, para ajustar el hueco entre la barra cortadora y el conjunto de anillo cortador axial con el fin de compensar el desgaste, lo que permite un servicio mas prolongado de la bomba).

El borde de la barra cortadora puede formarse con cuchillas de corte (es decir, una o mas acanaladuras, dientes o estnas) suficientes para triturar, y cortar de otra manera solidos, y especialmente materiales fibrosos tejidos, mantenidos en la pluralidad de ranuras del conjunto de anillo cortador radial.

Las aberturas formadas por una o mas cuchillas del conjunto de anillo cortador axial estan configuradas para mejorar el flujo de lfquido F y el paso de solidos desde la entrada hasta la salida de una bomba de trituracion y cizalladura de perfil mas pequeno para que funcione en aplicaciones donde actualmente se utilizan bombas de aguas residuales sin obstruccion mas grandes.

Breve descripcion de los dibujos

Las realizaciones no limitativas y no exhaustivas de la presente invencion se describen con referencia a los siguientes dibujos. En los dibujos, los numeros de referencia similares se refieren a partes similares en las distintas figuras, a menos que se especifique lo contrario.

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Para una mejor comprension de la presente invencion, se hara referencia a la siguiente descripcion de las realizaciones, que debe leerse en asociacion con los dibujos adjuntos, que se incorporan y constituyen una parte de esta memoria, muestran ciertos aspectos de la materia objeto divulgada en este documento y, junto con la descripcion, ayudan a explicar algunos de los principios asociados con las implementaciones divulgadas, en donde:

La figura 1 ilustra un esquema del anillo cortador radial, barra cortadora y conjunto de anillo cortador axial entre la entrada y la salida de la bomba, con una vista en seccion transversal tomada a lo largo de las lmeas A-A de la figura 4, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;

La figura 2 ilustra un esquema de los alojamientos de cortador y bomba de la bomba, con una vista en seccion transversal tomada a lo largo de las lmeas A-A de la figura 4, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;

La figura 3 ilustra una seccion axial parcial esquematica de una bomba de trituracion y cizalladura, con una vista en seccion transversal tomada a lo largo de las lmeas B-B de la figura 10, de acuerdo con una realizacion del aparato, sistema y metodo de la presente invencion;

La figura 4 ilustra una vista esquematica en planta de la barra cortadora y los conjuntos de anillo de cortador axial

orientados desde el lado de succion hacia dentro en direccion al rodete de acuerdo con una realizacion de la

presente invencion;

La figura 5 ilustra una superficie inferior de la barra cortadora de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;

La figura 6 ilustra una vista lateral de la barra cortadora de acuerdo con una realizacion de la presente invencion; y

La figura 7 ilustra una vista del extremo superior de la barra cortadora tomada por el lado del arbol;

La figura 8 ilustra una vista del borde lateral de los cortadores ranurados en el borde de la barra cortadora desde la

vista de detalle en cfrculo C de la figura 6;

La figura 9 ilustra una vista de canto de los cortadores ranurados tomada por el borde de la barra cortadora;

La figura 10 ilustra una vista extrema de la bomba centnfuga de trituracion y cizalladura con accion de corte dual de acuerdo con una realizacion de la presente invencion; y

La figura 11 ilustra una vista en seccion transversal esquematica de la bomba centnfuga de trituracion y cizalladura, con una vista en seccion transversal tomada a lo largo de las lmeas B-B de la figura 10, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.

Descripcion de las realizaciones

Las realizaciones no limitativas de la presente invencion se describiran a continuacion con referencia a los dibujos adjuntos, en los que numeros de referencia similares representan elementos similares en todos ellos. Aunque la invencion se ha descrito en detalle con respecto a las realizaciones preferidas de la misma, se apreciara que, tras la lectura y comprension de lo anterior, se haran evidentes ciertas variaciones de las realizaciones preferidas, variaciones que, no obstante, estan dentro del alcance de la invencion.

Los terminos "un" o "una", como se usan en este documento, se definen como uno o como mas de uno. El termino "pluralidad", como se usa en este documento, se define como dos o como mas de dos. El termino "otro", tal como se usa en el presente documento, se define como al menos un segundo o mas. Los terminos "incluyendo" y/o "teniendo", como se usan en este documento, se definen como que comprenden (es decir, lenguaje abierto). El termino "acoplado", como se usa en este documento, se define como conectado, aunque no necesariamente de forma directa, y no necesariamente de forma mecanica.

La referencia a lo largo de este documento a "algunas realizaciones”, “una realizacion", "ciertas realizaciones" y "una realizacion" o terminos similares significa que una caractenstica particular, estructura o caractenstica descrita en relacion con la realizacion se incluye en al menos una realizacion de la presente invencion. Por lo tanto, las apariciones de tales frases o en diversos lugares a lo largo de esta memoria no necesariamente se refieren todas ellas a la misma realizacion. Ademas, las caractensticas, estructuras o caractensticas particulares pueden combinarse de cualquier manera adecuada en una o mas realizaciones, sin limitacion.

El termino "o", como se usa en el presente documento, debe interpretarse como inclusivo o que significa cualquiera o cualquier combinacion. Por lo tanto, "A, B o C" significa cualquiera de lo siguiente: "A; B; C; A y B; A y C; B y C; A, B y C”. Se producira una excepcion a esta definicion solo cuando una combinacion de elementos, funciones, pasos o actos sean de manera intrmseca mutuamente excluyentes.

Los dibujos presentados en las figuras se proporcionan con el fin de ilustrar algunas realizaciones de la presente invencion, y no deben considerarse como una limitacion de la misma. El termino "medios" que precede a un

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participio presente de una operacion indica una funcion deseada para la cual hay una o mas realizaciones, es dedr, uno o mas metodos, dispositivos o aparatos para lograr la funcion deseada y que un experto en la tecnica podna seleccionar de entre estos o sus equivalentes a la vista de la presente divulgacion y el uso del termino "medios" no pretende ser limitativo.

Como se usa en este documento, el termino "centnfugo" y "bomba centnfuga" se refiere a la clase de bombas con funcion dinamica de simetna de eje usada para transportar lfquidos mediante la conversion de energfa cinetica rotacional en la ene^a hidrodinamica del flujo de Kquido. La energfa rotacional proviene normalmente de un motor o motor electrico, por lo que el lfquido ingresa en el rodete de la bomba a lo largo o cerca del eje de rotacion y es acelerado por el rodete, fluyendo radialmente hacia fuera dentro de un difusor o camara espiral (carcasa), desde donde sale. Segun realizaciones de la presente invencion, las bombas centnfugas son utiles en aplicaciones de bombeo de agua, aguas residuales, petroleo y petroqmmica.

Como se usa en el presente documento, el termino "trocear" o "troceado" se refiere a la capacidad de corte de una cuchilla derivada de la concentracion de la fuerza aplicada a la cuchilla en un area muy pequena, lo que resulta en una alta presion sobre la materia a penetrar. Una cuchilla es la parte de una herramienta o maquina con un borde que esta disenado para cortar y/o perforar, punzar, recortar, trocear, rebanar, empujar o raspar superficies o materiales.

Como se usa en el presente documento, el termino "fibroso", "tejido”, “material tejido" y "material fibroso tejido" se refiere a fibras naturales, materiales artificiales como polfmeros sinteticos biodegradables, material superabsorbente de polfmeros conocidos como poliacrilato de sodio u otros polfmeros artificiales, o una combinacion de ambos. Los ejemplos de materiales fibrosos tejidos y solidos en las aguas residuales o lfquidos que se bombean vanan desde telas y productos para el hogar (toallitas, panos, estropajos, etc.) hasta productos de tocador (panales, productos femeninos, toallitas para bebes, etc.). Las aguas residuales de alcantarillado modernas contienen estos materiales fibrosos tejidos y obstruyen y detienen las bombas centnfugas conocidas debido a los tejidos politrenzados. Las bombas grandes dejan pasar tales materiales fibrosos debido a las grandes dimensiones de entrada y salida.

Como se usa en el presente documento, el termino "solido" o "solidos" se refiere a cualquier material solido organico e inorganico. Los solidos organicos son solidos tales como, por ejemplo, heces, pelo, alimentos, fibras de papel, material vegetal, humus, partfculas de alimentos, etc. Los solidos inorganicos son solidos tales como, por ejemplo, arena, arenilla, partfculas metalicas, ceramicas, etc. Otros macrosolidos inorganicos son solidos que incluyen materiales de tela tejida tales como, por ejemplo, toallas sanitarias, gasas/panales, condones, agujas, juguetes para ninos, animales muertos o plantas, etc.

Tal como se utiliza aqrn, el termino "bomba" se refiere a un dispositivo que mueve lfquidos (lfquidos o gases), o en ocasiones lodos, por accion mecanica. De acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, las bombas incluyen las bombas mecanicas centnfugas utiles en una amplia gama de aplicaciones tales como bombeo de lfquidos y aguas residuales desde depositos de contencion hasta otra ubicacion, segun se desee.

Como se usa en el presente documento, el termino "cizalladura" se refiere al corte y la deformacion de una sustancia material en la que las superficies internas paralelas se deslizan una sobre la otra. Por ejemplo, las tijeras se usan en la fabricacion de ropa para cortar tela en la cizalla.

Como se usa en este documento, la expresion "accion de cizalladura-corte" se refiere a la capacidad de las cuchillas del dispositivo de bomba para cortar solidos y materiales mediante una accion de cizalladura.

Como se usa en el presente documento, el termino "trituracion" se refiere a la accion de un dispositivo, normalmente alimentado electricamente, que tritura solidos y otros materiales suspendidos en un lfquido (es decir, residuos de alimentos, material de tela tejida, etc.) en piezas lo suficientemente pequenas para que pasen a traves de tubenas, salidas, canalizaciones y similares.

Como se usa en el presente documento, el termino "accion de trituracion-corte" se refiere a la capacidad de las cuchillas del dispositivo de bomba para cortar solidos y materiales mediante una accion de trituracion.

Como se usa en el presente documento, el termino "aguas residuales" se refiere a aguas residuales, alcantarillado, aguas residuales y cualquier agua que se haya visto afectada negativamente en su calidad por la influencia antropogenica. Las aguas residuales municipales se transportan generalmente por una alcantarilla combinada o alcantarillado sanitario, y se tratan en una planta de tratamiento de aguas residuales, o aguas residuales generadas en areas (es decir, campamentos, subdivisiones, hogares, etc.) sin acceso a sistemas de alcantarillado centralizados que dependen del bombeo para el tratamiento de aguas residuales, y sistemas de aguas residuales en el sitio tales como, por ejemplo, un deposito septico, un campo de drenaje y, opcionalmente, una unidad de tratamiento en el sitio. Las aguas residuales incluyen productos de desecho lfquidos domesticos, municipales o industriales eliminados, generalmente a traves de una tubena o alcantarilla (sanitaria o combinada), a veces en un pozo negro. Alcantarillado es la infraestructura ffsica (por ejemplo, tubenas, bombas, cribas, canales, etc.) utilizada para transportar las aguas residuales desde su origen hasta el punto final de tratamiento o eliminacion.

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Como se ilustra en las figuras 1 a 11, se describe un aparato, sistema y metodo para una bomba de trituracion y cizalladura 100 con accion de corte mejorada de unos solidos 130, especialmente materiales de tela tejida, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion en una bomba centnfuga sumergible semicerrada en una aplicacion de aguas residuales. Segun una realizacion de la presente invencion, una accion de trituracion-corte 140 y una accion de cizalladura-corte 150 pueden ocurrir simultanea e independientemente en la bomba 100. Para facilitar la descripcion de estas acciones de corte, la descripcion de esta realizacion se diferencia en (1) unos solidos 145 cortados por la accion de trituracion-corte 140; y (2) unos solidos 155 cortados por la accion de cizalladura-corte 150 en un recorrido de flujo F de solidos generalmente suspendidos en un lfquido mediante la bomba 100 desde una admision u orificio de entrada 105 hasta un orificio de salida 106.

Es de apreciar que el diseno de accion de corte multiple de la presente invencion se puede incorporar en diversas configuraciones de bombas, incluyendo rodetes del tipo de no obstruccion y rodetes cerrados, semiabiertos y de vortice como se usan en una variedad de aplicaciones, por ejemplo, como se usan en bombas sumergibles elevadas del fondo de un deposito mediante un soporte, como se ilustra en la figura 11, para la descarga por una tubena de salida conectada a una salida de la bomba. Tambien se contempla que el diseno de accion de corte multiple de la presente invencion se pueda incorporar en diversas configuraciones de bombas en lmea, por ejemplo, bombas que tienen una tubena de entrada conectada al deposito que aspira aguas residuales que contienen solidos desde el deposito a la bomba para su descarga por una tubena de salida conectada a una salida de la bomba. Ademas, el diseno de la presente invencion se puede adaptar de un rodete semiabierto, sin obstruccion, del diseno descrito en este documento a rodetes cerrados y de vortice con cambios y/o experimentacion mmimos.

Como se ilustra en las figuras 1-3, 10 y 11, la bomba centnfuga 100 de accion de corte multiple generalmente incluye un conjunto de anillo cortador radial 101, una barra cortadora 102 y un conjunto de anillo cortador axial 103. La accion de corte, simplificada en la figura 1 con fines ilustrativos, incluye una accion de trituracion-corte 140 de solidos que se produce entre la barra cortadora giratoria 102 que se desliza mas alla de un conjunto de anillo cortador radial 101 mantenido estacionario, por lo que uno o mas dientes de la cuchilla de corte 160 formados en un borde 118 de la barra cortadora 102 cooperan durante la rotacion con una superficie interna 121 y/o unas ranuras 128 del conjunto de anillo cortador radial 101. La accion de trituracion-corte 140 es proporcionada por las cuchillas de corte 160 de la barra cortadora 102 que giran a traves de una superficie de corte radial 141 formada por las superficies internas paralelas de la cuchilla de corte 160 en el borde 118 de la barra cortadora 102 y una superficie de anillo cortador radial 121 del conjunto de anillo cortador radial 101. La accion de cizalladura-corte 150 se realiza mediante la rotacion de la barra cortadora 102 a traves de un conjunto de anillo cortador axial 103 cuando la superficie superior paralela 116 y la superficie interna 153 de las cuchillas 124 se deslizan una mas alla de la otra. La bomba 100 esta configurada para utilizar aspectos de la barra cortadora 102, el conjunto de anillo cortador radial 101 y el conjunto de anillo cortador axial 103 por sus acciones multiples de corte, trituracion y cizalladura, respectivamente, para reducir el tamano de solidos mas grandes con el fin de permitir su paso a traves de la bomba y el sistema de tubenas mediante el uso de una bomba mas pequena.

Como se ilustra en el diagrama esquematico de las figuras 2, 3 y 11, la bomba de accion de corte multiple 100 puede ser una bomba centnfuga configurada generalmente con una carcasa o alojamiento 104 de la bomba con una admision u orificio de entrada 105 y una salida u orificio de salida 106. La bomba 100 esta configurada con el conjunto cortador 180 que tiene un alojamiento 107 de cortador con una forma generalmente cilmdrica con un diametro predeterminado 181 para recibir el conjunto de anillo cortador axial 103 y un conjunto de anillo cortador radial 101. El alojamiento 107 de cortador tiene una pared lateral 182 y unos extremos abiertos 183, 184. La pared lateral 182 comprende ademas una brida cortadora 185 situada en un extremo 183 que se extiende hacia dentro desde la pared lateral 182 y una brida de conexion 186 en un extremo opuesto 184 que se extiende hacia fuera desde la pared lateral 182. Las bridas cortadora y de conexion 185, 186 estan adaptadas con uno o mas puntos de fijacion 187 para uno o mas sujetadores 188, tales como tornillos y pernos. La brida cortadora 185 funciona para mantener estacionario el anillo del cortador radial y los conjuntos cortadores axiales 101, 103 en el alojamiento 107 de cortador. La brida cortadora 186 funciona para mantener una dimension estacionaria 132 utilizando el tornillo de fijacion 129 que se ajusta girando el alojamiento 107 de cortador. El conjunto cortador 180 puede tener los orificios 187 avellanados para proporcionar un perfil uniforme para estratificar el conjunto de anillo cortador axial 103, el conjunto de anillo cortador radial 101 cuando esta fijado a la brida cortadora 185 del alojamiento 107 en el conjunto cortador 180. La pared lateral 182 puede formarse con una superficie interna generalmente lisa 189 y una superficie exterior roscada 108 entre dichas bridas cortadora y de conexion 185, 186 para ser recibidas por una porcion roscada correspondiente 108 de la carcasa 104 de bomba en la entrada 105 de la bomba 100. El alojamiento 107 de cortador esta adaptado para recibir el conjunto de anillo cortador axial 103, el conjunto de anillo cortador radial 101 asegurado al alojamiento 107.

El alojamiento 107 esta configurado y ajustado con respecto a la barra cortadora 102, la carcasa 104 de bomba y la placa de desgaste de cortador de aspiracion 120 por la conexion roscada 108 para configurarse ajustando el alojamiento 107 de cortador para hacer girar la conexion roscada 108 y luego para asegurar mediante un sujetador de de bloqueo o tornillo de ajuste 129, con lo que tal ajuste se puede realizar facil y rapidamente y para estos componentes en el campo. La rotacion de la conexion roscada 108 tambien se ajusta con respecto a la placa de desgaste del cortador de succion 120 para que sea ajustable cuando sea nueva y para el desgaste con el tiempo. El alojamiento 107 de cortador esta adaptado para recibir y asegurar el conjunto de anillo cortador axial 103, el

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conjunto de anillo cortador radial 101 a una brida cortadora 185, con una barra cortadora 102 dispuesta dentro para posicionarse entre el orificio de entrada 105 y un rodete 109.

Como se muestra en las figuras 2 y 10, la carcasa 104 de bomba puede unirse a un soporte 114 para elevarse desde el fondo del deposito o recinto mediante unos sujetadores 188 tales como tornillos y pernos. El rodete 109 esta encerrado en el alojamiento 104 de bomba. Una placa de desgaste de cortador de succion 120 esta dispuesta y sujeta entre el alojamiento 104 de bomba y el alojamiento 107 de cortador estacionario. Como se ilustra en las figuras 2 y 3, el rodete 109 gira libremente dentro del alojamiento 104 de bomba que tiene una dimension predeterminada 133 en un lado y una dimension 134 en el otro lado para holgura del mismo.

Como se muestra en la figura 3, la bomba de trituracion y cizalladura 100 puede formarse con el alojamiento ajustable 107 de cortador para mantener estacionario el conjunto de anillo cortador radial 101 y el conjunto de anillo cortador axial 103 permitiendo al mismo tiempo la rotacion de la barra cortadora 102 para efectuar las acciones de trituracion y cizalladura 140 y 150. De acuerdo con una realizacion de la presente invencion, los sujetadores 188 se usan para mantener estacionarios el anillo cortador radial y los conjuntos cortadores axiales 101, 103 con respecto al alojamiento 107 de cortador; sin embargo, se pueden usar otros diversos medios y configuraciones para asegurar el anillo cortador radial y los conjuntos cortadores axiales 101, 103 al alojamiento 107. La conexion roscada 108 del alojamiento 107 de cortador esta adaptada para variar, ajustar y mantener la dimension 132 (figura 2) de la superficie de corte axial 153 del conjunto de anillo cortador axial 103 y la superficie superior 116 de la barra cortadora 102. El hueco para la dimension predeterminada 132 se puede ajustar haciendo girar la conexion roscada 108 del alojamiento 107 de cortador y fijar o ajustar de otra manera tal dimension 132 con un sujetador de bloqueo o tornillo de fijacion 129, que bloquea el hueco o dimension 135 (figura 3) entre el alojamiento 107 de cortador y la placa de succion 120 para evitar movimientos adicionales. Por ejemplo, cuando es nueva, y para compensar el desgaste a lo largo del tiempo, se pueden hacer ajustes en la barra cortadora 102 y en el conjunto de anillo cortador axial 103 y, de esta manera, el diseno de la presente invencion proporciona ajustes rapidos y faciles para tener en cuenta el desgaste de las piezas. Ademas, las multiples acciones de corte y cizalladura coordinadas en la bomba pueden mantenerse para mejorar la durabilidad, el mantenimiento y la vida util de la misma.

Como se ilustra en las figuras 1 a 3, la bomba 100 tambien tiene un orificio de entrada 105 para la admision de solidos, incluyendo material fibroso tejido suspendido en un lfquido procesado por la accion de trituracion-corte 140 y por la accion de cizalladura-corte 150 para dar salida solidos triturados y cizallados 145, 155, respectivamente, hacia el orificio de salida 106. El flujo F desde el orificio de entrada 105 al orificio de salida 106 se proporciona mediante la rotacion del rodete 109 y las paletas 110 por el motor de la bomba centnfuga 100. Segun una realizacion de la presente invencion, la barra cortadora 102 esta fijada mediante una conexion roscada 111 en el arbol 112 de la barra cortadora al arbol de accionamiento 113 de la unidad de accionamiento o motor 170. En funcionamiento, la unidad de accionamiento 170 hace girar el rodete 109 dispuesto en el arbol de accionamiento 113. Las paletas 110 del rodete 109 imparten fuerza(s) sobre el lfquido mediante la rotacion del rodete 109 para aspirar, succionar y forzar solidos con el fin de que entren en el orificio de entrada 105 o de otra manera en el area de succion de la bomba 100. Como se muestra en figuras 2, 10 y 11, la carcasa 104 de bomba puede incluir ademas una montura de soporte 138 y una o mas conexiones 139 adaptadas para asegurarlas a una tubena para bombear lfquidos en aplicaciones en tubena o al soporte 114 en aplicaciones sumergibles en agua.

Como se ilustra en las figuras 1-4 y 5-11, se realiza una accion de cizalladura-corte 150 entre una superficie 153 de una cuchilla 124 del conjunto de anillo cortador axial 103 y una superficie superior adyacente 116 de la barra cortadora 102 durante la rotacion de la barra cortadora 102. La accion de cizalladura-corte 150 tambien ocurre en menor medida en otras interacciones con el anillo cortador 121, el anillo interior 122, el anillo exterior 123 y las cuchillas 124. La superficie superior 116 de la barra cortadora 102 esta configurada con una superficie plana lisa configurada para tener una dimension predeterminada 132 (figura 1) entre la superficie superior 116 y la superficie adyacente 153 del conjunto de anillo cortador axial 103 suficiente para la accion de cizalladura-corte 150, por ejemplo, una tolerancia minima de aproximadamente 0,001" a 0,005" pulgadas. La dimension 132 se hace ajustable mediante la conexion roscada 108 del alojamiento 107 de cortador del conjunto cortador 180. Las ventajas del diseno de la presente invencion incluyen mejorar el corte y cizalladura de solidos, especialmente materiales fibrosos tejidos.

Como se muestra en las figuras 3, 9 y 11, la superficie inferior 115 de la barra cortadora 102 esta configurada con un borde redondeado o achaflanado curvo 119. El borde curvo 119 en la superficie inferior 115 proporciona una superficie lisa que no impide indebidamente el flujo F de lfquidos para ayudar al funcionamiento de la bomba. El borde curvo 119 imparte fuerzas vectoriales sobre los solidos presentes en el flujo F del lfquido debido a la rotacion de la barra cortadora 102. Por ejemplo, una accion de arranque para eyectar solidos en el flujo F del lfquido que son demasiado grandes para el orificio de entrada 105 se produce desde el centro hasta aproximadamente 45 grados de la curva del borde 119. Los 45 grados restantes de la curva del borde 119 ayudan a las acciones de trituracion-corte y cizalladura-corte 140, 150, respectivamente. Por ejemplo, los solidos 130 son empujados desde el centro hacia fuera para coordinar (1) moviendo tales solidos 130 para la accion de trituracion-corte 140 por el conjunto de anillo cortador radial 101 y la barra cortadora 102; (2) moviendo tales solidos 130 para la accion de cizalladura-corte 150 por la barra cortadora 102 y el conjunto de anillo cortador axial 103 y (3) dirigiendo tales solidos 130 en el flujo F hacia el orificio de entrada 105. Como resultado, la coordinacion de las acciones de trituracion-corte y cizalladura- corte 140, 150 con el borde curvo 119 de la superficie inferior 115 es una mejora con respecto a los disenos de la

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tecnica anterior y para el corte de solidos y material fibroso. Las ventajas del diseno de la presente invencion incluyen poder usar una bomba mas pequena con las ventajas de una bomba centnfuga mas grande, y ser capaz de usarla en muchas aplicaciones modernas de aguas residuales, industriales y de lfquidos (por ejemplo, escuelas, centros deportivos, centros comerciales, acuarios, parques acuaticos, aeropuertos, estaciones de autobuses, parques de remolques, centros de investigacion, hospitales, parques de atracciones, lechenas, corrales de engorde, envasado de alimentos, procesadores de carne, plantas embotelladoras, campamentos, partes industriales, contencion de derrames, etc.). El diseno de la presente invencion satisface la necesidad sentida desde hace mucho tiempo de bombas mas pequenas en donde los solidos estan presentes en los lfquidos para superar los problemas de obstruccion y dano de la bomba en la tecnica anterior, al tiempo que tienen las mismas ventajas tecnicas de una bomba mas grande y de una bomba que tiene un diseno sin obstruccion y costes de fabricacion mejorados.

Como se muestra en las figuras 3, 7 y 9, la superficie exterior 117 de la barra cortadora 102 puede formarse curvada con un radio R dimensionado para optimizar la accion de cizalladura-corte 150 entre superficie(s) 153 de cada una de las una o mas cuchillas de corte 124 y la superficie superior 116 de la barra cortadora 102. La accion de cizalladura-corte adicional 150 se proporciona mediante bordes y superficies adyacentes del anillo cortador 121, el anillo interior 122, el anillo exterior 123 y las cuchillas 124 del conjunto de anillo cortador axial 103 y la superficie superior 116 de la barra cortadora 102 como se describe en este documento. El radio R de la barra cortadora 102 empuja los solidos hacia fuera permitiendo la accion de cizalladura-corte 150 tanto por el conjunto de anillo cortador radial 101 (es decir, manteniendo los solidos en las ranuras 128) como por el conjunto de anillo cortador axial 103. El radio R de la superficie 117 alarga ventajosamente la lmea de corte de la(s) cuchilla(s) 124, junto con las cuchillas 124 que estan dispuestas en un angulo 125, para mejorar la accion de cizalladura-corte 150 y el funcionamiento de la bomba 100. El funcionamiento de la bomba 100 se mejora espedficamente al permitir el corte de solidos adyacentes inicialmente al anillo interior adyacente 122 cerca del orificio central 127, con un corte progresivo hacia el anillo exterior 123, asf como para equilibrar la unidad de accionamiento 170 en aspectos de carga, funcionamiento y rendimiento en la bomba 100.

Como se muestra en las figuras 6 y 8, la superficie de borde 118 de la barra cortadora 102 esta configurada con una cuchilla de corte 160 que puede formarse como acanaladuras, estnas o dientes para formar una pluralidad de cuchillas que cortan los solidos 145 por la accion de trituracion-corte 140 cuando la barra cortadora 102 gira contra el conjunto de anillo cortador radial 101. La superficie 121 y la pluralidad rebajada de ranuras 128 estan separadas una dimension predeterminada 136 (figura 3) alejada del conjunto de anillo cortador radial 101, por ejemplo, con una dimension de aproximadamente 0,015 pulgadas respecto de ellas. La cuchilla de corte 160 puede configurarse para tener una accion de trituracion-corte optima 140, por ejemplo, configurada para tener un angulo de diente 161 de aproximadamente 60 grados y una altura o profundidad 162 con una separacion de aproximadamente 0,06" pulgadas, y una anchura 163 con una separacion de unas 0,12” pulgadas.

Como se muestra en las figuras 1 y 3, el corte de los solidos 130 se realiza mediante multiples acciones de corte: (1) una parte o superficie cortadora radial 141 esta formada entre el conjunto de anillo cortador radial 101 y las cuchillas de corte 160 de la barra cortadora 102 para realizar la accion de trituracion-corte 140; y (2) la accion de cizalladura- corte 150 entre la superficie de corte axial 153 de las cuchillas 124 del conjunto de anillo cortador axial 103 y la superficie superior 116 de la barra cortadora 102. Estas multiples acciones de corte pueden realizarse individual y/o simultaneamente y se generan en primer lugar por la succion creada por el rodete 109 y los solidos 130 comienzan a desarrollar un Flujo F hacia el orificio de entrada 105 como se muestra en la figura 1. Para ilustrar cada accion de corte, refierase a la figura 3, cuando los solidos 145, 155 entran en el orificio de entrada 105, la rotacion de la barra cortadora 102 empuja estos solidos 145, 155 hacia fuera desde el centro hacia el borde. Para los solidos 145 (por ejemplo, materiales fibrosos tejidos, etc.), la rotacion de la barra cortadora 102 fuerza el contacto entre la cuchilla de corte 160 y los materiales fibrosos tejidos retenidos por las ranuras 128 del conjunto de anillo cortador radial 101, por lo que estos materiales fibrosos tejidos son cortados y triturados lo suficiente para pasar por el orificio de salida 106. Para los solidos 155 la succion y deflexion en el orificio de entrada 105 les fuerzan hacia las aberturas 126 para la accion de cizalladura-corte 150, y los huecos o ranuras de cizalladura laterales 128 en el conjunto de anillo cortador axial 101 mantienen el solido 155 (por ejemplo, materiales fibrosos tejidos, etc.) en una orientacion alineada para la cizalladura entre la superficie de corte axial 153, las cuchillas 124 del conjunto de anillo cortador axial 103 y la superficie superior 116 de la barra cortadora 102, mejorando asf el corte y procesamiento de materiales fibrosos tejidos a traves de la bomba 100.

Las acciones de trituracion-corte y cizalladura-corte 140, 150 cortan los solidos 145, 155, respectivamente, con una dimension adecuada para que salgan a traves del orificio de salida 106. La accion de trituracion-corte 140 es asistida por un estrechamiento curvado 119 de la superficie inferior 115 de la barra cortadora102 combinado con el radio R (figura 7) de la superficie exterior 117 para empujar los solidos 145, 155 hacia fuera durante el funcionamiento y la rotacion, permitiendo asf que las cuchillas de corte 160 corten y trituren los solidos 145 contra la(s) superficie(s) 121 y la(s) ranura(s) 128 en el conjunto de anillo cortador radial estacionario 101. Ademas, la barra cortadora 102 interactua con el conjunto de anillo cortador axial estacionario 103 para cortar los solidos 155 mediante la accion de cizalladura-corte 150. En esta accion de cizalladura-corte 140, la barra cortadora 102 cizalla el solido 155 contra el conjunto de anillo cortador axial estacionario 103 en la accion de cizalladura-corte 150 similar a un par de tijeras. Haciendo referencia a la figura 1, la barra cortadora 102 esta dimensionada para tener una dimension de holgura minima 132 suficiente para realizar la accion de cizalladura-corte 150, por ejemplo, desde aproximadamente 0,001 a 0,005 con el lado adyacente de la superficie 153 para cizallar los solidos 155 a medida que estos atraviesan las

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aberturas 126 contra cualquier borde de la superficie del anillo cortador radial 121, incluyendo el anillo interior 122, el anillo exterior 123 y las cuchillas 124.

Con referencia a la figura 4, el conjunto de anillo cortador axial 103 puede configurarse con un anillo interior 122, un anillo exterior 123 conectado por una o mas cuchillas 124 dispuestas en un angulo 125, creando asf una o mas aberturas 126. El anillo interior 122 esta configurado con un orificio central 127 para aceptar el arbol 112 de barra de la barra cortadora 102. Las cuchillas 124 estan dispuestas en un angulo 125 suficiente para provocar una accion de cizalladura-corte 150 para cortar los solidos 145, 155 entre la cuchilla 124 y la superficie superior 116 de la barra cortadora 102. Por ejemplo, cuando los solidos transitan hacia la abertura 126, el movimiento giratorio circular de la barra cortadora 102 comienza a cortar dichos solidos 155 con una accion similar a la de una tijera contra la cuchilla particular 124 desde la parte interior hacia fuera. La(s) abertura(s) 126 esta(n) configurada(s) con una dimension para permitir el maximo rendimiento del flujo F de la bomba y el paso de los solidos 145 y 155 con el fin de proporcionar, por ejemplo, una dimension mas grande que las entradas de bombas convencionales del mismo tamano.

Como se ilustra en la figura 4, para realizar la accion de trituracion-corte 140, el conjunto de anillo cortador radial 101 esta configurado con una superficie de anillo cortador radial 121 y una o mas ranuras de cizalladura laterales 128 dispuestas en una superficie interior del conjunto de anillo cortador radial 101 junto al borde 118 de la barra cortadora 102. Las ranuras de cizalladura laterales 128 funcionan manteniendo un solido 145, por ejemplo, material fibroso tejido, para someterlo a la accion de trituracion-corte 140 mediante el movimiento circular rotatorio de la barra cortadora 102, segun es hecha girar por la unidad de accionamiento 170 de la bomba 100, para pasar por encima de la superficie de anillo cortador radial adyacente 121, por lo que las cuchillas de corte 160 cooperan con la superficie 121 (por ejemplo, con una rotacion en sentido antihorario mostrada en la figura 3) para cortar el solido 145 mantenido dentro, o en el medio, de la dimension 136 como se ilustra en la figura 3.

Las ranuras 128 tambien estan adaptadas para contener los solidos 155 que transitan por la abertura 126 con el fin de ayudar en la accion de cizalladura-corte 150. Como se ilustra en la figura 4, la accion de cizalladura-corte 150 comienza con la accion coordinada del borde superior 116 de la barra cortadora 102 junto a la superficie 153 de cuchilla y el anillo interior 122 a lo largo de una cuchilla 124 hacia fuera del anillo 123. La superficie exterior curvada 117 de la barra cortadora 102 alarga la lmea de corte y el borde de la superficie superior 116. La superficie exterior curva 117 mejora de manera ventajosa el rendimiento y longevidad de la bomba al equilibrar la accion de cizalladura-corte 150 cuando se cortan los solidos 145, 155. La accion de cizalladura-corte 150 se realiza en un grado menor por cualquier otro borde de los anillos interior y exterior 122 y 123, respectivamente, como se discute en el presente documento. Por ejemplo, los materiales fibrosos tejidos, telas y solidos modernos 155 (es decir, panales, toallitas, bayetas, tampones, telas, etc.) son diffciles de procesar con los conjuntos de bombas de troceado y/o picadoras. Por consiguiente, en el funcionamiento de la bomba 100, cuando el material fibroso tejido del solido 155 es aspirado hacia una abertura 126, el solido 155 comienza a transitar desde el orificio de entrada 105 al orificio de salida 106. A medida que la barra cortadora 102 gira sobre la(s) superficie(s) adyacente(s) 153, la accion de cizalladura-corte 150 corta los solidos 155 entre los bordes de la superficie superior 116 y el borde delantero de las cuchillas 124. Los materiales fibrosos tejidos como el solido 145 tambien se pueden mantener en una o mas ranuras 128 respectivas del conjunto de anillo cortador radial 101 y para ayudar en la accion de cizalladura-corte 150 y con el fin de cortar y triturar con las cuchillas de corte 160.

Como se muestra en las figuras 3, 4, 10 y 11, las ranuras 128 estan adaptadas para retener solidos 145 para la accion de trituracion-corte 140. En este caso, el material fibroso tejido 145 se mantiene mediante ranuras 128 cuando las cuchillas de corte 160 en el borde 118 de la barra cortadora 102 barren mas alla de la superficie del anillo cortador radial 121 con una holgura minima de la dimension predeterminada 136 para cortar y triturar los solidos 145 mediante la accion de trituracion-corte 140. Las ranuras 128 tienden ademas a alinear longitudinalmente las fibras de material fibroso tejido en la ranura 128, ventajosamente para cortarlas como hebras alargadas de fibras (por ejemplo, como espaguetis) con el fin de crear ventajosamente una accion de trituracion-corte equilibrada y eficiente 140.

Como tambien se muestra en las figuras 5-10 y 11, la superficie inferior 115 de la barra cortadora reduce aun mas la carga del motor y mejora el rendimiento de la bomba 100 cuando corta y cizalla solidos 145 (1) al expulsar solidos mas grandes del orificio de entrada 105; y (2) al dirigir el flujo F con el fin de empujar los solidos 145, 155 hacia fuera, por ejemplo, de modo que los solidos 145 se puedan mantener en la(s) ranura(s) 128 para ser cortados y triturados por las cuchillas de corte 160 contra el borde del anillo cortador radial 121, asf como para que los solidos 155 puedan ser cortados y cizallados por la accion de cizalladura-corte 150, como se ilustra en las figuras 1-4, y 1011.

Con referencia a la figura 4, el conjunto de anillo cortador axial 103 puede configurarse para tener una o mas cuchillas 124 dispuestas en un angulo predeterminado 125. El angulo predeterminado 125 se selecciona para, de manera suficiente, cortar, equilibrar la carga, y se disena para optimizar la accion de cizalladura-corte 150, tal como, por ejemplo, para que el angulo predeterminado seleccionado sea de aproximadamente 50 a 70 grados de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, y especialmente de 60 grados. Se aprecia que pueden usarse otros angulos que proporcionen una accion de cizalladura-corte adecuada 150 de la cuchilla 124 dependiendo de factores tales como la potencia y la velocidad de rotacion de la unidad de accionamiento 170. La una o mas cuchillas 124

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pueden formarse a partir de una variedad de materiales adecuados utilizados para hacer una cuchilla, un cuchillo u otros filos sencillos para maquinas y/o herramientas manuales con filo, incluyendo acero al carbono, acero inoxidable, acero para herramientas y acero aleado, por ejemplo, acero 5160 para resortes y materiales menos comunes como aleaciones de cobalto y titanio, ceramica, obsidiana y plastico.

En el funcionamiento de la accion de trituracion-corte 140, el material retenido por las ranuras 128 puede cortarse y triturarse mediante la accion de rotacion de la barra cortadora 102, como se ilustra en las figuras 3-4. En esta accion, todos los solidos 145 retenidos momentaneamente por las ranuras 128 son cortados y triturados por la cuchilla de corte 160 en el borde 118 de la barra cortadora102 contra la superficie del anillo cortador radial 121 del conjunto de anillo cortador radial estacionario 101. La accion de trituracion-corte 140 puede ocurrir varias veces dependiendo del flujo F de la bomba y la velocidad de rotacion del arbol 113 de la bomba. Los solidos restantes avanzan aun mas hacia el punto de inicio para salir a traves del conjunto de anillo cortador axial 103, que comenzara la operacion de la accion de cizalladura-corte 150, cuando los solidos desarrollan un Flujo F mas alla de la barra cortadora 102 hacia la abertura 126, la barra cortadora 102 se desliza y corta el material contra la cuchilla 124. La accion de cizalladura- corte 150 se produce desde la parte interior junto al anillo interior 122 hasta el anillo exterior 123 a lo largo de las cuchillas 124 a cada lado de la barra cortadora 102, por lo que los solidos 155 se cortan inicialmente por el filo del anillo interior 122 cerca del centro 127, con el siguiente corte progresivo hacia fuera del anillo exterior 123 a lo largo de cada cuchilla 124 debido a la rotacion del motor y la accion de giro de la barra cortadora 102. La accion de cizalladura-corte 150 es ventajosa para ayudar a equilibrar el requisito de carga y mejorar la capacidad de cizalladura de las cuchillas 124 y la barra cortadora 116.

Ademas, en otra operacion, como se ilustra en las figuras 3-4, los solidos 145, 155 que son demasiado grandes para atravesar el orificio de entrada 105 son eyectados o expulsados por la barra cortadora102 utilizando su borde redondeado de la superficie inferior 115 hasta que el tamano se ha reducido para su retencion en la abertura 126. La barra cortadora 102 esencialmente expulsa solidos mas grandes 155 y/o materiales 155 durante la operacion, y luego la succion y el flujo F vuelven a extraer estos solidos 155 y/o materiales 155 para que hagan contacto otra vez con la barra cortadora 102. Los solidos mas grandes finalmente se reducen a una dimension que puede pasar a traves de la bomba 100 despues de varias acciones de trituracion-corte y cizalladura-corte 140, 150, respectivamente, utilizando la rotacion de la barra cortadora 102 para cortar los solidos 145, 155 en pedazos mas pequenos.

De esta manera, el diseno de la presente invencion evita la obstruccion de la bomba 100. El diseno permite que la bomba 100 continue la operacion mientras se produce una reduccion adicional de los solidos mas grandes 145, 155 durante la operacion. Tal reduccion continua de solidos mas grandes 145, 155 durante el funcionamiento permite ventajosamente que la bomba regule la cantidad de solidos que fluyen en la bomba 100 en cualquier momento. Esta caractenstica de regulacion del diseno de la bomba 100 tambien permite ventajosamente ciclos normales de arranque y parada en una bomba de consumo centnfuga que continuara permitiendo el flujo F a traves de la bomba 100, incluso si hay un solido grande en la admision 105, y durante esta situacion, la bomba 100 continuara trabajando en la reduccion de los solidos 145, 155 sin colocar una carga excesiva en la bomba 100.

Otra ventaja del diseno de la bomba 100, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, es una combinacion de acciones de trituracion-corte y cizalladura-corte 140, 150 para mejorar el corte, cizalladura y trituracion de materiales solidos 145, 155, especialmente materiales fibrosos tejidos. Como se ilustra en las figuras 1 a 11, la accion de trituracion-corte 140 utiliza la barra cortadora giratoria 102 para interactuar con el conjunto de anillo cortador radial estacionario 101 con el fin de realizar una trituracion inicial de solidos 145. Otra ventaja del diseno de la bomba 100 es la capacidad de ajuste del alojamiento 107 y/o la configuracion del conjunto cortador 180 para permitir el desgaste de las piezas. La bomba 100 esta configurada con el conjunto cortador 180 y el alojamiento 107 de cortador adaptados para recibir y asegurar el conjunto de anillo cortador axial 103, el conjunto de anillo cortador radial 101 al alojamiento 107, por lo que la conexion roscada 108 del alojamiento 107 y la carcasa 104 de bomba permite realizar ajustes en relacion con la barra cortadora 102 y la placa de succion 120 girando la conexion roscada 108 y asegurandola mediante un cierre de bloqueo o un tornillo de fijacion 129, por lo que tal ajuste se puede realizar de manera facil y rapida y sobre estos componentes en el campo. La caractenstica de ajuste de la presente invencion permite un ajuste preciso para una cizalladura optima cuando es nuevo, asf como un(os) ajuste(s) para el desgaste a lo largo del tiempo.

Como se ilustra en las figuras 1 a 11, el diseno mejorado permite dimensionar correctamente la bomba para la aplicacion. Haciendo referencia a la figura 11, una bomba centnfuga 100 incluye una unidad de accionamiento 170 (por ejemplo, un motor) dispuesta generalmente en vertical. El motor 170 incluye unos devanados 171 y un estator 172 formado alrededor del arbol de accionamiento 113, de modo que cuando se energiza de una manera conocida gira o rota de cualquier otra manera el arbol de accionamiento 113. La unidad de accionamiento 170 esta dispuesta dentro de la carcasa 104 de bomba. El arbol de accionamiento 113 esta soportado por uno o mas cojinetes 173 de arbol para un funcionamiento optimo y para mantenerlos alineados y tiene una o mas juntas 174 para aislar la unidad de accionamiento 170 y el arbol 113 de los factores y condiciones ambientales (es decir, agua, inmersion, polvo, etc.). El rodete 109 puede incluir uno o mas cojinetes 175 para un funcionamiento optimo y para mantener su alineacion. En algunas aplicaciones, la bomba 100 esta dispuesta en el soporte 114 en una configuracion abierta tal como, por ejemplo, cuando esta dispuesta en un deposito para una aplicacion de aguas residuales. Sin embargo,

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debe apreciarse que la admision 105 de la bomba 100 puede asegurarse a una tubena en una configuracion cerrada con la salida 106 conectada a una tubena de salida.

La construccion de la bomba 100 en una aplicacion de aguas residuales puede ser de una dimension mas pequena, por lo que la practica de sobredimensionar la bomba simplemente para una admision mayor 105 y un diametro 181 (figura 2) con el fin de aceptar grandes materiales solidos que fluyen sin impedimentos en bombas mas grandes. Por consiguiente, sobredimensionar la bomba 100 se volvena innecesario, ahorrando asf costes y mejorando la eficiencia. Las aplicaciones para dimensionar correctamente la bomba 100 con el fin de operar sobre los solidos 145, 155 incluyen aguas residuales municipales e industriales, alcantarillado y otras operaciones de bombeo donde los residuos contenidos en el agua pueden impedir la descarga sin problemas de aguas residuales. Ademas, en aplicaciones aguas abajo, las bombas mas pequenas son ideales, por ejemplo, cuando estos productos entran en la corriente de lfquido, tales como una vivienda individual, hotel, condominio, subdivision, parque de remolques, etc. o en aplicaciones industriales.

Se necesitan bombas mas pequenas en aplicaciones para casas, estacionamientos de remolques, banos publicos, con el fin de manejar materiales blandos de alta resistencia a la traccion, como panales, toallitas humedas, trapos y toallas de aguas residuales modernas. Cuando se usan bombas centnfugas convencionales mas pequenas, se producen problemas debido a la obstruccion de la entrada de succion mas pequena, la incapacidad de expulsar estos materiales fibrosos, los materiales fibrosos que envuelven el rodete y otras complicaciones. Ademas, las bombas convencionales no se utilizan, ya que las hebras de materiales fibrosos y los solidos no se cortan facilmente de forma limpia, lo que da como resultado la envoltura y la obstruccion durante el funcionamiento del rodete, lo que provoca el fallo de la bomba. Por ejemplo, el rodete de una bomba centnfuga crea la succion a traves de la placa de admision y el rodete puede obstruirse con solidos grandes o materiales fibrosos. Las bombas actuales de dimensiones mas pequenas tampoco tienen la capacidad de triturar y proporcionar el paso de materiales blandos de alta resistencia a la traccion, a la vez que mantienen un rendimiento optimo de la bomba cuando manejan aguas residuales normales para evitar una bomba obstruida, y por lo tanto aumentan la capacidad de las bombas de aguas residuales que contienen residuos en el agua, lo cual ha sido una gran necesidad en la tecnica.

Si bien se han ilustrado ciertas configuraciones de estructuras con el fin de presentar las estructuras basicas de la presente invencion, un experto en la tecnica apreciara que son posibles otras variaciones que todavfa estanan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. A los expertos en la tecnica se les ocurriran facilmente ventajas y modificaciones adicionales. Por ejemplo, el conjunto de anillo cortador axial 103 puede utilizar diferentes materiales para las cuchillas 124 y para los anillos interior y exterior 122, 123 a fin de mejorar el desgaste del conjunto. De manera similar, la superficie superior 116 de la barra cortadora 102 puede usar un material diferente para mejorar el desgaste. La bomba 100 tambien se puede utilizar en otras aplicaciones tales como, por ejemplo, aplicaciones industriales en las que las acciones de corte por cizalladura y trituracion son ventajosas para las aguas residuales que se bombean. Por lo tanto, la invencion en sus aspectos mas amplios no se limita a los detalles espedficos y a las realizaciones representativas mostradas y descritas en este documento. Por consiguiente, se pueden realizar diversas modificaciones sin apartarse del alcance segun la reivindicacion, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

Claims (12)

1. 5

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   REIVINDICACIONES

   1. Una bomba (100) que comprende:

   una carcasa (104) de bomba que tiene una entrada (105) y una salida (106) formadas en la misma; una unidad de accionamiento (170) con un arbol de accionamiento (113) que se extiende axialmente a traves de dicha carcasa (104) de bomba; un rodete (109) conectado a dicho arbol de accionamiento (113) y colocado dentro de dicha carcasa (104) de bomba; un conjunto de anillo cortador radial (101) colocado junto a dicha entrada de dicha carcasa de bomba y dicho rodete (109), estando configurado dicho conjunto de anillo cortador radial (101) con una pluralidad de ranuras de cizalladura laterales (128) dispuestas en una superficie de anillo cortador radial (121) de dicho conjunto de anillo cortador radial (101);

   una barra cortadora (102) conectada a dicho arbol de accionamiento (113), estando configurada dicha barra cortadora (102) con una o mas cuchillas de corte (160) ubicadas en un borde (118) dispuesto junto a dicha superficie (121) de anillo cortador radial y una superficie superior (116) sustancialmente plana;

   un conjunto de anillo cortador axial (103) configurado para proporcionar una accion de trituracion-corte (140) del solido (130) realizada por dichas cuchillas de corte (160) que giran mas alla de dicha superficie (121) de anillo cortador radial de dicho conjunto de anillo cortador radial (101), comprendiendo dicho conjunto de anillo cortador axial (103) un anillo exterior (123) y uno interior (122);

   un alojamiento;

   estando caracterizada ademas la bomba por que el rodete (109) tiene una pluralidad de paletas (110) configuradas para dirigir lfquido radialmente hacia dicha salida;

   el conjunto de anillo cortador axial (103) comprende un anillo exterior (123) y un anillo interior (122) conectados por una o mas cuchillas (124) que forman unas aberturas (126) entre dichos anillos exterior e interior (122, 123) adaptadas para el paso de solidos desde dicha entrada (105) hasta dicha salida (106), teniendo dicho conjunto de anillo cortador axial (103) una superficie de corte axial (153) dispuesta sustancialmente paralela a dicha superficie superior (116) de dicha barra cortadora (102), estando dispuesto dicho conjunto de anillo cortador axial (103) entre dicho rodete (109) y cada uno de dicho conjunto de anillo cortador radial (101) y dicha barra cortadora (102);

   el alojamiento (107) esta configurado para ajustar una dimension predeterminada entre dicha superficie de corte axial (153) dispuesta sustancialmente paralela a dicha superficie superior (116) de dicha barra cortadora (102) con el fin de ajustar una accion de cizalladura-corte (150) del solido realizada por los bordes de una superficie superior (116) de dicha barra cortadora (102) y una superficie de una o mas cuchillas (124) de dicho conjunto de anillo cortador axial (103) que se deslizan una mas alla de otra.
2. 2. La bomba segun la reivindicacion 1, en la que las ranuras laterales de cizalladura (128) de dicho conjunto de anillo cortador radial (101) estan configuradas para contener solidos para dicha accion de trituracion-corte (180) por dicha barra cortadora (102) cuando dicha cuchilla de corte (160) pasa por dicha superficie (121) de anillo cortador radial.
3. 3. La bomba segun la reivindicacion 1, en la que dicha barra cortadora (102) esta configurada con una superficie redondeada ubicada en el lado de succion de la barra cortadora (102) adaptada para expulsar solidos de una dimension predeterminada mas grande que dichas aberturas (126) en dicho conjunto de anillo cortador axial (103).
4. 4. La bomba segun la reivindicacion 1, en la que dichas cuchillas (124) de dicho conjunto de anillo cortador axial (103) estan dispuestas formando un angulo (125) suficiente para cortar solidos de una dimension predeterminada que entran en dichas aberturas (126) de dicho conjunto de anillo cortador axial por dicha accion de cizalladura-corte (150).
5. 5. La bomba segun la reivindicacion 1, en la que dichas cuchillas de corte (160) en dicho borde de dicha barra cortadora (102) estan formadas por cuchillas.
6. 6. La bomba segun la reivindicacion 1, en la que dichas cuchillas de corte (160) en dicho borde de dicha barra cortadora (102) estan formadas por acanaladuras.
7. 7. La bomba segun la reivindicacion 1, en la que dichas cuchillas de corte (160) en dicho borde de dicha barra cortadora (102) estan formadas por estnas.
8. 8. La bomba segun la reivindicacion 1, en la que dichas cuchillas de corte (160) en dicho borde de dicha barra cortadora (102) estan formadas por dientes.
9. 9. La bomba segun la reivindicacion 1, en la que dichas una o mas cuchillas (124) que forman aberturas (126) de dicho conjunto de anillo cortador axial (103) estan configuradas para optimizar suficientemente el flujo de fluido, permitiendo asf que la bomba realice la funcion de una bomba de aguas residuales sin obstrucciones.

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10. 10. Un conjunto cortador para una entrada de una carcasa (104) de bomba adyacente a un rodete (109) de una bomba (100), que comprende:

    un alojamiento (107) formado con una configuracion generalmente cilmdrica, estando configurado dicho alojamiento (107) con un diametro predeterminado, una pared lateral (182) y extremos abiertos (184), comprendiendo ademas dicha pared lateral (182) una brida cortadora (185) situada en un extremo que se extiende hacia dentro desde dicha pared lateral (182) y una brida de conexion (186) en un extremo opuesto que se extiende hacia fuera desde la pared lateral (182), estando adaptadas dichas bridas cortadora y de conexion (185, 186) con uno o mas puntos de fijacion (187) para uno o mas sujetadores (188), y teniendo dicha pared lateral (182) una superficie interior generalmente lisa y una superficie exterior roscada entre dichas bridas cortadora y de conexion (185, 186) para ser recibidas por una porcion roscada (108) de dicha entrada (105) de dicha carcasa (104) de bomba;

    un conjunto de anillo cortador axial (103) configurado para ser recibido en dicho alojamiento (107) y asegurado a dicho alojamiento (107), estando ubicado dicho conjunto de anillo cortador axial (103) junto a dicha brida cortadora (185), estando configurado dicho conjunto de anillo cortador axial (103) con un anillo exterior (123) y un anillo interior (122) conectados por una o mas cuchillas (124) que forman unas aberturas (126) entre dichos anillos exterior (123) e interior (122) adaptadas para el paso de solidos desde el orificio de entrada (105) hasta el orificio de salida (106); y

    un conjunto de anillo cortador radial (101) configurado para ser recibido en dicho alojamiento (107) y asegurado a dichos puntos de fijacion (187) por dichos uno o mas sujetadores (188) posicionados junto a dicho orificio de entrada (105) de dicha carcasa (107) de bomba, estando configurado dicho conjunto de anillo cortador radial (101) en un anillo cortador (121) con una o mas ranuras de cizalladura laterales (128) dispuestas en una superficie interior de dicho conjunto de anillo cortador radial (101).
11. 11. El conjunto cortador segun la reivindicacion 10, en el que dicho alojamiento (107) es ajustable utilizando dicha porcion roscada (108) de dicho orificio de entrada (105) para ajustar una accion de cizalladura-corte (152) realizada por rotacion de una barra cortadora (102) conectada a un arbol de accionamiento (113) de la bomba (100) a traves de una superficie de corte axial (153) de una o mas cuchillas (124) de dicho conjunto de anillo cortador axial (103) y una superficie superior (116) de dicha barra cortadora (102) que se deslizan una mas alla de la otra.
12. 12. El conjunto cortador segun la reivindicacion 10, que comprende ademas al menos un sujetador de bloqueo (129) en dicha brida de conexion (186) del alojamiento (107), estando configurado dicho sujetador de bloqueo (129) para fijar la posicion del alojamiento (107) con respecto a la carcasa (104) de bomba y a dicha barra cortadora (102) despues de su giro por efecto de dicha conexion roscada.