ES2909699T3 - Estator para una bomba helicoidal excéntrica - Google Patents

Abstract

Estator (1) para una bomba helicoidal excéntrica que presenta un rotor (6), en donde el estator (1) presenta un revestimiento (3) elásticamente flexible con una superficie externa (9), en donde el revestimiento (3) está envuelto por una envoltura rígida (2), en donde una superficie interna (4) del revestimiento (3) configura una rosca inclinada de dos pasos así como una cavidad (5) de bomba expandida en dirección axial (X) limitada para el alojamiento del rotor (6) de la bomba helicoidal excéntrica, en donde el revestimiento (3) del estator (1) se estrecha en dirección axial (X) al menos por regiones, en donde para ello un espesor (W) de pared medio del revestimiento (3), partiendo de un espesor (WE) de pared en el lado de los extremos, que se presenta en la zona de un lado de aspiración (7) del estator (1), disminuye al menos por regiones continuamente en dirección axial (X) hasta que se alcanza un menor espesor (WM) de pared medio, caracterizado por que el espesor (W) de pared medio del revestimiento (3) partiendo del menor espesor (WM) de pared medio aumenta de nuevo, al menos por regiones, hacia un lado (8) de presión del estator (1) de modo que hacia el lado (8) de presión del estator (1) se configura un ensanchamiento (10) en el revestimiento (3).

Description

DESCRIPCIÓN

Estator para una bomba helicoidal excéntrica

La invención se refiere a un estator para una bomba helicoidal excéntrica que presenta un rotor.

Los estatores de tipo genérico presentan una cavidad de bomba continua y helicoidal, formada por un revestimiento de un elastómero en la que gira un rotor alojado excéntricamente. Debido al alojamiento excéntrico del rotor entre este y el revestimiento helicoidal en su giro se forman cámaras que se desplazan en cierta manera desde un lado de aspiración de la bomba helicoidal excéntrica hacia su lado de presión, de modo que un medio se presiona o se transporta en dirección axial a través de la bomba o el estator.

Los estatores de este tipo pueden emplearse en bombas helicoidales excéntricas en particular para el transporte de medios como revoque, mortero, aceite, etc. Para mejorar una capacidad volumétrica con estatores de este tipo, por ejemplo, según los documentos EP 0358789 A1, D^e 19531 318 A1, EP 1522 729 B2 o DE 41 11 166 C2 está previsto estrechar cónicamente el revestimiento partiendo del lado de aspiración hacia el lado de presión. Por ello la flexibilidad elástica del revestimiento se adapta a la presión de elevación que aumenta continuamente en dirección axial o dirección de transporte. Debido a la forma cónica del estator para enlazar con la siguiente pieza constructiva en la bomba helicoidal excéntrica debe emplearse una pieza de transición asimismo adaptada cuando un espesor de pared de la envoltura por todo el estator no varía y este se adapta asimismo al estrechamiento cónico.

Además, en el caso de un estrechamiento cónico de este tipo el medio aumenta las fuerzas que actúan sobre el revestimiento. Si el medio presenta, por ejemplo, componentes de material gruesos, por ejemplo trozos de roca, estos cargan al revestimiento de manera más intensa en una región menos flexible elásticamente y ya estrechada, de modo que el revestimiento en conjunto se desgasta de manera más rápida.

El objetivo de la invención por lo tanto es proporcionar un estator con capacidad volumétrica superior que sea fácil de fabricar, presente una elevada resistencia y pueda integrarse fácilmente en una bomba helicoidal excéntrica. Según la invención está previsto que un espesor de pared medio del revestimiento del estator partiendo de un espesor de pared en el lado de los extremos que se presenta en la región de un lado de aspiración preferiblemente cilíndrico del estator se reduzca continuamente, es decir, según una función continua de grado discrecional, en dirección axial hasta alcanzar un menor espesor de pared medio, y que el espesor de pared medio después de alcanzar el menor espesor de pared medio aumente de nuevo al menos por regiones, de modo que hasta un lado de presión del estator se configure un ensanchamiento preferiblemente cilíndrico en el revestimiento. Por ello ha de entenderse que el espesor de pared medio del revestimiento partiendo del menor espesor de pared medio aumenta de nuevo directamente después de alcanzarse o también permanece aproximadamente constante después de alcanzarse inicialmente a lo largo de una cierta región y solo entonces aumenta de nuevo para configurar el ensanchamiento en el revestimiento.

Por ello se logra ventajosamente que además de una adaptación del espesor de pared medio del revestimiento en dirección axial a las presiones de bomba que actúan en la cavidad de bomba del estator pueda crearse una transición adecuada en el lado de presión. El ensanchamiento permite ventajosamente también una conexión, por ejemplo a través de una brida convencional, con la siguiente pieza constructiva de la bomba helicoidal excéntrica. A este respecto puede realizarse por ejemplo también un ajuste del espesor de pared como se realiza predominantemente en el lado de aspiración de modo que ventajosamente puedan emplearse las mismas conexiones, por ejemplo bridas para ambos lados del estator cuando los espesores de pared coinciden aproximadamente en el lado de los extremos en el lado de presión y en el lado de aspiración.

Además el revestimiento hacia el lado de presión se vuelve de nuevo más flexible, por lo que el medio transportado que está normalmente bajo una alta presión en el lado de presión puede estabilizarse. La presión aumenta en el ensanchamiento del lado de presión en concreto solo ligeramente cuando el revestimiento se vuelve de nuevo más flexible. Por el contrario el medio transportado en la región del revestimiento que se endurece cada vez más, debido a la continua reducción del espesor de pared medio en una región antes del ensanchamiento, experimenta un aumento de tensión elevado que también se desea para la acción de bombeo en esta región. Sin embargo en la región del ensanchamiento ya no tiene lugar ningún aumento de presión elevado y el medio se estabiliza con ello. Por lo tanto, en el estator según la invención puede realizarse en conjunto una transferencia optimizada del medio transportado hacia la siguiente pieza constructiva de la bomba helicoidal excéntrica.

Mediante la estructura del estator puede lograrse también una función de retención mejorada cuando la bomba helicoidal excéntrica se desconecta, por ejemplo. En la cavidad de bomba puede producirse un reflujo del material transportado cuando una diferencia de presión entre cámaras adyacentes en la cavidad de bomba es demasiado alta. Si se selecciona un revestimiento más duro el reflujo aparece solo en caso de diferencias de presión más altas entre las cámaras. El revestimiento que se endurece en dirección axial, por lo tanto con presión del medio transportado cada vez más alta impide al mismo tiempo también un reflujo, es decir son posibles diferencias de presión más altas antes de que el medio transportado refluya.

Preferiblemente en el caso de una estructura de este tipo puede lograrse además que debido al curso axial del espesor de pared medio del revestimiento el estator

- configure en la región del lado de aspiración del estator una zona de premezcla para homogeneizar y/o fragmentar el medio que va a transportarse,

- configure en la región del lado de presión del estator en el ensanchamiento una zona de estabilización para estabilizar y conducir suavemente el medio transportado en la bomba helicoidal excéntrica, y

- entre la zona de premezcla y la zona de estabilización configure una zona de alta presión con reflujo del medio reducido para aumentar la presión en la cavidad de bomba en el funcionamiento de la bomba helicoidal excéntrica debido al espesor de pared medio que disminuye continuamente en dirección axial al menos por regiones y con ello debido a la dureza en aumento del revestimiento, en donde la presión en la zona de alta presión con respecto a la zona de premezcla y a la zona de estabilización se adapta al menos por regiones con un gradiente de presión más alto.

Por ello el estator mediante el curso del espesor de pared medio introducido de manera precisa se divide en zonas diferentes distanciadas axialmente unas de otras, en donde la transición se define preferiblemente al permanecer constante el espesor de pared medio del revestimiento al menos en la zona de premezcla y/o en la zona de estabilización. Por ello el medio transportado en su entrada en el estator y/o en su salida del estator puede adaptarse ventajosamente a la forma modificada, que se estrecha, del revestimiento en la zona de alta presión o a la capacidad volumétrica modificada del estator que resulta de ello.

También en partes de la zona de alta presión el espesor de pared medio puede ser constante. Por ejemplo puede estar previsto que el espesor de pared medio del revestimiento disminuya continuamente en una primera región de alta presión de la zona de alta presión en dirección axial hasta el menor espesor de pared medio, en donde la primera región de alta presión se une a la zona de premezcla, y en una segunda región de alta presión de la zona de alta presión permanece aproximadamente constante en el menor espesor de pared medio.

Por lo tanto el medio dispone ventajosamente de una zona en la que puede homogeneizarse o fragmentarse en el lado de aspiración o y/o estabilizarse en el lado de presión. La zona respectiva puede ajustarse de manera precisa en función de la aplicación y medio transportado mediante la selección de una expansión axial correspondiente o una anchura axial así como del espesor de pared del revestimiento en la zona respectiva. El medio puede “prepararse” entonces en la zona respectiva en la región siguiente en el estator o en la bomba helicoidal excéntrica. Por ejemplo el revestimiento en la zona de alta presión está sometido a esfuerzos de manera menos intensa cuando la flexibilidad se reduce, dado que el medio en la zona de premezcla ya se ha fragmento u homogeneizado. Por lo tanto, el revestimiento en la zona de alta presión se desgasta con menos intensidad. En la zona de estabilización el medio se estabiliza de modo que puede alcanzarse una transición más suave o una salida más suave del estator. Para el estrechamiento del revestimiento está previsto preferiblemente que el revestimiento del estator en dirección axial se estreche cónicamente, en donde el espesor de pared medio del revestimiento disminuye para ello partiendo del espesor de pared medio en el lado de los extremos en dirección axial al menos por regiones, por ejemplo en la zona de alta presión o en partes de la zona de alta presión, en la dirección del lado de presión de manera lineal o también siguiendo una función no lineal. Por consiguiente se crea un estrechamiento lineal que va a producirse fácilmente o un estrechamiento según una función no lineal que se configura preferiblemente al estrecharse la superficie externa del revestimiento de manera lineal o siguiendo una función no lineal, preferiblemente con un diámetro de bomba invariable en la cavidad de bomba.

Como alternativa puede estar previsto también que el revestimiento del estator se estreche en dirección axial al menos por regiones al aproximarse un contorno de la superficie externa del revestimiento partiendo del espesor de pared medio en el lado de los extremos hacia el menor espesor de pared medio cada vez más a un contorno de la superficie interna del revestimiento realizada como rosca inclinada de dos pasos. Por ello el estrechamiento y con ello la adaptación del espesor de pared medio a la presión que actúa se intensifica aún más en la cavidad de bomba, en donde el estrechamiento se hace visible entonces también desde el exterior dado que preferiblemente también la envoltura se adapta a esta forma de dos pasos de la superficie externa.

En particular este tipo de estrechamiento puede estar previsto en la primera región de alta presión de la zona de alta presión de modo que puede ajustarse una transición entre la zona de premezcla preferiblemente cilíndrica y la segunda región de alta presión de la zona de alta presión, en donde la envoltura en la segunda región de alta presión está adaptada a la forma de dos pasos de la superficie externa. Por ello tiene lugar una transición de sección transversal cilíndrica a la sección transversal helicoidal, en donde en la segunda región de alta presión el espesor de pared medio permanece constante. Por ello se configura un tipo de estator híbrido constituido por una zona de premezcla cilíndrica y una zona de alta presión helicoidal en la segunda región de alta presión. La primera región de alta presión actúa entonces como transición con revestimiento que se endurece en correspondencia debido a la adaptación continua del espesor de pared medio.

Para alcanzar la aproximación de la superficie externa a la superficie interna de dos pasos está previsto preferiblemente que una dimensión B del revestimiento partiendo del espesor de pared medio en el lado de los extremos en dirección axial al menos por regiones, por ejemplo en la zona de alta presión o en partes de la zona de alta presión, en la dirección del lado de presión se reduzca continuamente y una dimensión A del revestimiento permanezca constante al mismo tiempo. Esto puede simplificar el proceso de fabricación según esta alternativa. Preferiblemente está previsto además que el espesor de pared medio del revestimiento después de alcanzar el menor espesor de pared medio y dado el caso después de permanecer constante en el menor espesor de pared medio (compárese la segunda región de alta presión), aumente abrupta o continuamente para configurar el ensanchamiento en el lado de presión. Un aumento constante permite a este respecto una transición más suave entre la zona de alta presión y la zona de estabilización así como una fabricación más sencilla. No obstante puede también estar prevista una transición abrupta para favorecer por ejemplo la estabilización y mantener dentro de los límites un aumento de presión adicional del medio transportado.

Preferiblemente está previsto además que un diámetro interno de la envoltura se corresponda con un diámetro externo del revestimiento, de modo que la envoltura esté en contacto a lo largo de todo el estator por la superficie con la superficie externa del revestimiento y por consiguiente adopte el curso cónico o helicoidal en correspondencia con la superficie externa, en donde la envoltura presenta para ello preferiblemente un espesor de material constante. La envoltura se compone a este respecto de un material más duro que el revestimiento, preferiblemente de acero. Por ello la envoltura que rodea el revestimiento puede adaptarse fácilmente a la forma del revestimiento que se estrecha, por ejemplo mediante un proceso de conformación.

La invención se explica con más detalle a continuación mediante ejemplos de realización. Las figuras muestran: figura 1 un estator según una primer forma de realización;

figura 1a una vista en sección del estator según la figura 1;

figura 2 un estator en una forma de realización adicional;

figura 2a, 2b vistas en sección del estator según la figura 2;

figura 3 una forma de realización adicional de un estator.

En la figura 1 está previsto un estator 1 que presenta una envoltura 2 tubular que está fabricada preferiblemente a partir de un tubo de acero, por ejemplo mediante conformación. La envoltura 2 envuelve un revestimiento 3, elásticamente flexible cuya superficie interna 4 presenta un contorno K4 helicoidal o acaracolado, en donde se configura una rosca inclinada de dos pasos.

En el interior del estator 1 se configura por ello una cavidad 5 de bomba en la que está insertado un rotor 6 (figura 1a), en donde el rotor 6 se realiza a modo de una rosca inclinada de un paso y, dado el caso está en contacto bajo tensión previa con el revestimiento 3 elásticamente flexible. El rotor alojado excéntricamente puede girar en la cavidad 5 de bomba.

El estator 1 presenta un lado 7 de aspiración así como un lado 8 de presión, en donde en un montaje del estator 1 junto con el rotor 6 en una bomba helicoidal excéntrica (no representada) el medio que va a transportarse, por ejemplo barro, mortero o revoque, en cámaras desde el lado 7 de aspiración se transporta a través de la cavidad 5 de bomba en dirección axial X hacia el lado 8 de presión cuando el rotor 6 comienza a girar. A este respecto la presión en la cavidad 5 de bomba aumenta hacia el lado 8 de presión continuamente de modo que en el revestimiento 3 elásticamente flexible en el lado 7 de aspiración actúa una presión menor que en el lado 8 de presión.

Según la realización en la figura 1 el revestimiento 3 en su superficie externa 9 tiene una forma cónica, en donde un espesor W de pared medio del revestimiento 3 disminuye desde una posición cerca del lado 7 de aspiración del estator 1 en dirección axial X hacia el lado 8 de presión en primer lugar continuamente, es decir según una función continua. Un contorno K9 del lado externo 9 discurre a este respecto desde la posición cerca del lado 7 de aspiración en dirección axial X al menos por regiones de manera lineal en descenso, es decir según una función lineal. Por ello se logra que la flexibilidad elástica del revestimiento 3 en el lado 7 de aspiración sea más alta por ejemplo en la región central del estator 1 o en la región del estator 1 con el menor espesor WM de pared. El revestimiento 3 se endurece cada vez más hacia el lado 8 de presión (aproximadamente de manera lineal).

El estrechamiento cónico puede estar ajustado de tal manera que un diámetro DP de bomba medio no varíe por todo el estator 1 de modo que tampoco sea necesaria una adaptación del rotor 6. Para ello únicamente la superficie externa 9 se estrecha en dirección axial X hacia el lado 8 de presión. Sin embargo básicamente puede estar prevista también una adaptación continua del diámetro DP de bomba medio, en particular un estrechamiento cónico hacia el lado 8 de presión.

Partiendo del menor espesor WM de pared del revestimiento 3 el estator 1 presenta hacia el lado 8 de presión un ensanchamiento 10 a través del cual el espesor W de pared medio aumenta a un espesor WE de pared en el lado de los extremos. El espesor WE de pared en el lado de los extremos en el lado 7 de aspiración se corresponde preferiblemente con el espesor WE de pared en el lado de los extremos en el lado 8 de presión. Por ello la flexibilidad elástica o la dureza del revestimiento 3 en los lados frontales del estator 1 es aproximadamente idéntica. Según la vista en sección en la figura 1 a pueden indicarse para el estator 1 una dimensión A A y una dimensión B B que indican en cada caso un grosor del revestimiento 3 en una dirección Z Z o en una dirección Y Y. Para alcanzar el estrechamiento cónico del revestimiento 3 en dirección axial X según esta forma de realización está previsto que tanto la dimensión A A como la dimensión B B disminuyan continuamente en dirección axial X a partir de la posición correspondiente. Por ello se reduce continuamente el espesor W de pared medio hasta el espesor WM de pared mínimo. Dado que la envoltura 2 está en contacto por la superficie con el revestimiento 3, preferiblemente está adherida o vulcanizada, se reduce continuamente también su diámetro interno D. Un diámetro externo E del revestimiento 3 se corresponde con ello con el diámetro interno D de la envoltura 2.

Mediante el estrechamiento cónico del revestimiento 3 partiendo del lado 7 de aspiración y del ensanchamiento 10 subsiguiente en el lado 8 de presión el estator 1 está subdividido en tres zonas V, H, S o regiones:

En una zona V de premezcla que comienza en el lado 7 de aspiración del estator 1 actúa una presión relativamente reducida en la cavidad 5 de bomba. Al mismo tiempo, debido al espesor W de pared medio comparativamente alto en la zona V de premezcla se da una flexibilidad elástica elevada o una dureza reducida del revestimiento 3. Esta zona V de premezcla es adecuada por lo tanto para fragmentar o comprimir previamente un medio de grano grueso, alimentado a través del lado 7 de aspiración, por ejemplo mortero, revoque o barro que eventualmente puede contener todavía componentes de material gruesos, por ejemplo trozos de roca, y para mezclarlo de manera uniforme dando lugar a un medio homogéneo.

Mediante la elevada flexibilidad elástica en esta zona V de premezcla el revestimiento 3 puede absorber las fuerzas que actúan durante la fragmentación de estos componentes de material grueso sin que el revestimiento 3 resulte dañado a este respecto de manera significativa más allá del desgaste normal. Esto se ve favorecido ya que en la zona V de premezcla también actúan presiones reducidas en la cavidad 5 de bomba y estas aumentan solo de forma muy ligera. Esto puede garantizar una mezcla óptima.

El espesor W de pared medio se sitúa en la zona V de premezcla constante en caso del espesor WE de pared en el lado de los extremos. A partir de una cierta posición en dirección axial X la zona Z de premezcla se convierte en una zona H de alta presión, en donde esto se inicia mediante una reducción del espesor W de pared medio del revestimiento 3. Mediante la reducción del espesor W de pared medio se reduce la flexibilidad elástica del revestimiento 3. Al mismo tiempo la presión en el interior 5 de la bomba aumenta en dirección axial X, de modo que el medio transportado también actúa con mayor fuerza sobre el revestimiento 3. Sin embargo, dado que en la zona V de premezcla ya ha tenido lugar una fragmentación y homogeneización del medio transportado, el revestimiento 3 en la zona H de alta presión se somete a menos esfuerzo dado que los componentes de material del medio presentan tamaños de partícula más bien menores.

Al mismo tiempo mediante la flexibilidad elástica del revestimiento 3 menor o que se reduce en dirección axial X en la zona H de alta presión puede alcanzarse una capacidad volumétrica más alta dado que el material del revestimiento 3 ofrece una resistencia cada vez más alta con respecto a un reflujo a través de la línea de sellado entre el rotor 6 y el revestimiento 3 del estator 1 para el medio que va a transportarse. La presión aumenta a este respecto en la zona H de alta presión debido al espesor W de pared medio en disminución o a la dureza en aumento del revestimiento 3 de manera más intensa que en la zona V de premezcla. También en la zona H de alta presión, por ejemplo, mediante la presión más alta en la cavidad 5 de bomba, así como la flexibilidad elástica en disminución del revestimiento 3 puede realizarse una fragmentación de componentes de material gruesos todavía presentes. En realidad estos aparecen solo aislados y han disminuido de manera muy importante hasta el espesor WM de pared mínimo de modo que puede evitarse en gran medida un daño del revestimiento 3 que vaya más allá del desgaste normal.

Mediante la estructura cónica de la zona H de alta presión puede mejorarse el comportamiento de reflujo del estator 1. Puede producirse un reflujo del medio transportado cuando una diferencia de presión entre cámaras adyacentes es demasiado alta en la cavidad 5 de bomba. Si se selecciona un revestimiento 3 más duro, el reflujo aparece solo en caso de diferencias de presión más altas entre las cámaras. El revestimiento 3 que se endurece en dirección axial X, por lo tanto con presión del medio transportado cada vez más alta en la cavidad 5 de bomba impide al mismo tiempo también un reflujo, es decir son posibles diferencias de presión más altas antes de que el medio transportado refluya.

Partiendo del espesor WM de pared mínimo en el estator 1 en dirección axial X se une una zona S de estabilización que se encuentra en la región del lado 8 de presión o del ensanchamiento 10. En la zona S de estabilización el espesor W de pared medio del revestimiento 3 aumenta de nuevo y discurre constante a continuación de modo que la flexibilidad elástica del revestimiento 3 crece de nuevo o la dureza del revestimiento 3 disminuye de nuevo. Por ello, como también en la zona V de premezcla, tiene lugar en el lado de salida un ligero establecimiento de presión en la cavidad 5 de bomba.

En la región de transición hacia la siguiente pieza constructiva de la bomba helicoidal excéntrica, es decir en el lado 8 de presión del estator 1, aparece por ello un desgaste reducido y el medio transportado se estabiliza antes de la transición hacia la siguiente pieza constructiva.

Por lo demás mediante el aumento del espesor W de pared medio en el espesor WE de pared en el lado de los extremos en la región del ensanchamiento 10 puede proporcionarse una conexión, por ejemplo a través de una brida, a la siguiente pieza constructiva de la bomba helicoidal excéntrica. En el lado 7 de aspiración y el lado 8 de presión del estator 1 pueden emplearse con los mismos espesores WE de pared en el lado de los extremos ventajosamente bridas o conexiones idénticas o estandarizadas. Debido a la forma externa del estator 1 puede detectarse de manera unívoca en qué orientación ha de montarse el estator 1 en la bomba helicoidal excéntrica.

Según una forma de realización adicional del estator 1 que está representado en la figura 2 la reducción del espesor W de pared medio en dirección axial X se logra mediante una adaptación continua de la superficie externa 9 del revestimiento 3 a la superficie interna 4 helicoidal del revestimiento 3. La superficie externa 9 forma consiguientemente a partir de una determinada posición axial asimismo una rosca inclinada de dos pasos. Dado que la envoltura 2 está en contacto por la superficie con la superficie externa 9 del revestimiento 3 o adherida o vulcanizada en esta, la envoltura 2 a partir de una determinada posición axial también sigue la forma de la rosca inclinada de dos pasos de la superficie interna 4.

También por ello el estator 1 en dirección axial X se subdivide en una zona V de premezcla, una zona H de alta presión y una zona S de estabilización, en donde en la zona V de premezcla está configurado inicialmente todavía un espesor W de pared medio aproximadamente constante que se corresponde con el espesor WE de pared medio en el lado de los extremos. Por ello se logra a lo largo de una cierta región una flexibilidad elástica alta del revestimiento 3, por lo que el medio proporcionado a través del lado 7 de aspiración puede fragmentarse o mezclarse u homogeneizarse sin dañar a este respecto el revestimiento 3 de manera significativa más allá del desgate normal.

A partir de una cierta posición axial el espesor W de pared medio del revestimiento 3 disminuye continuamente (línea de puntos en la figura 2), en donde esto, como ya se ha mencionado, se logra porque la superficie externa 9 del revestimiento 3 se adapta continuamente a la rosca inclinada de dos pasos configurada mediante la superficie interna 4. También por ello se provoca un estrechamiento continuo del revestimiento 3 en dirección axial partiendo del lado 7 de aspiración en la dirección del lado 8 de presión. A diferencia de la forma de realización en la figura 1 la reducción del espesor W de pared medio o el aumento de la dureza se realiza sin embargo según otro curso, más inclinado, lo que refuerza aún más el efecto de bombeo puesto que tiene lugar un aumento de presión elevado.

También en la forma de realización según la figura 2 mediante el estrechamiento continuo del revestimiento en dirección axial X se configura una zona H de alta presión en la que la flexibilidad elástica del revestimiento 3 disminuye continuamente con una presión en la cavidad 5 de bomba al mismo tiempo en aumento. Por ello, al principio de la zona H de alta presión, en el caso de que sea todavía necesario, puede tener lugar una fragmentación de componentes de material gruesos, en donde debido a la presión todavía menor en la cavidad 5 de bomba se evita un daño del revestimiento 3. En el curso axial adicional el medio transportado se homogeneiza adicionalmente de modo que en la región del espesor de pared mínimo puede lograrse un transporte de poco desgaste con una capacidad volumétrica máxima al mismo tiempo.

Partiendo del espesor WM de pared menor el espesor W de pared medio aumenta de nuevo en la forma de realización según la figura 2 en la región del ensanchamiento 10 y permanece constante entonces de modo que también en este caso se configura una zona S de estabilización. En esta, la presión en la cavidad 5 de bomba, debido a la flexibilidad reducida, aumenta solo ligeramente, de modo que puede proporcionarse una transición de poco desgaste y suave con un medio estabilizado a la siguiente pieza constructiva en la bomba helicoidal excéntrica. También en este caso el espesor WE de pared en el lado de los extremos en el lado 8 de presión se corresponde con el espesor WE de pared en el lado de los extremos en el lado 7 de aspiración para crear una conexión idéntica en ambos lados frontales del estator 1.

Según las vistas en sección en la figura 2a y 2b que están asociadas a la forma de realización en la figura 2 cabe distinguir que la dimensión A A y la dimensión B B para configurar el estrechamiento continuo del revestimiento 3 se adaptan en dirección axial X de diferente manera. La figura 2a muestra el corte a través del estator 1 en la zona V de premezcla, en donde la dimensión A A o la dimensión B B en esta posición axial coinciden esencialmente con las dimensiones A, B en la figura 1a de la primera forma de realización. En la figura 2b está representada la sección a través del estator 1 en la zona H de alta presión, es decir, después del estrechamiento. La dimensión A A no varía frente al estado en la zona V de premezcla (véase la figura 2a). Únicamente la dimensión B B se ha reducido frente al estado en la zona V de premezcla. El estrechamiento continuo del revestimiento 3 en dirección axial se logra por tanto solo mediante una adaptación de la dimensión B B.

De manera correspondiente se comportan también los semiejes HA1, HA2 de la envoltura 2 o del revestimiento 3. Un primer semieje HA1 orientado en la dirección Z permanece constante en dirección axial X, mientras que un segundo semieje HA2 orientado en la dirección Y se estrecha continuamente. Dado que la envoltura 2 está en contacto por la superficie con el revestimiento 3, los semiejes HA1, HA2 de la envoltura 2 (superficie interna) y del revestimiento 3 (superficie externa) se corresponden.

Por ello resulta también el contorno externo K9 helicoidal de dos pasos del estator 1 que debido a la adaptación de forma simultánea de la envoltura 2 a la superficie externa 9 del revestimiento 3 es visible desde el exterior. Mediante este diseño la subdivisión del estator 1 en zonas diferentes V, H, S puede respaldarse también dado que mediante la adaptación de espesor de pared helicoidal en dirección axial la flexibilidad elástica puede adaptarse de manera óptima a las relaciones de presión en la cavidad 5 de bomba.

Según la figura 3, frente a la forma de realización de la figura 2, está previsto que la anchura VB de la zona V de premezcla en dirección axial X aumente frente a las formas de realización anteriores. Con ello, por ejemplo dependiendo del campo de utilización del estator 1, puede fijarse de manera precisa la expansión a través de la cual debe tener lugar una homogeneización o mezcla de poco desgaste del medio transportado. Por ello la dimensión de partículas de material gruesas en la zona H de alta presión puede reducirse y con ello influir de manera precisa en el desgaste sobre el revestimiento 3. También la anchura S^b de la zona S de estabilización puede ajustarse en correspondencia para dar al medio una región lo suficientemente grande para una estabilización y optimizar con ello la transición, por ejemplo dependiendo del sector de aplicación. También puede seleccionarse en correspondencia una anchura HB de la región H de alta presión para fijar la región en la que la capacidad volumétrica debe aumentarse mediante una adaptación correspondiente del gradiente de presión. Esto puede realizarse en adaptación en coordinación recíproca con el curso del espesor W de pared medio para lograr un aumento de presión correspondiente a lo largo de la dirección de transporte.

Las anchuras VN, HB, SB pueden fijarse también de manera variable en correspondencia en el primer ejemplo de realización según la figura 1.

En la figura 3 está previsto además que la zona H de alta presión esté subdividida en dos regiones H1, H2 de alta presión. En una primera región H de alta presión 1 de la zona H de alta presión el espesor W de pared medio disminuye en primer lugar continuamente en dirección axial X hasta que alcanzarse el menor espesor WM de pared medio. En la segunda región de alta presión H2 de la zona H de alta presión el espesor W de pared medio permanece aproximadamente constante en el menor espesor WM de pared medio. A continuación el espesor W de pared medio del revestimiento 3 aumenta de nuevo partiendo del menor espesor WM de pared medio hacia el lado 8 de presión del estator 1 de modo que en el lado 8 de presión se configura el ensanchamiento 10 en el revestimiento 3.

Con esta estructura se proporciona un tipo de “estator híbrido” que está formado por un estator cilíndrico en la zona V de premezcla y un estator helicoidal de dos pasos en la segunda región de alta presión H2 de la zona H de alta presión. Los espesores W de pared medios dentro de los dos componentes híbridos (estator cilíndrico en la zona V de premezcla y estator helicoidal de dos pasos en la segunda región de alta presión H2) son diferentes en este sentido pero constantes en cada caso. La transición entre ambos componentes híbridos se garantiza mediante la adaptación continua del espesor W de pared medio en la primera región H1 de alta presión, por lo que al mismo tiempo también se alcanza una adaptación de la dureza del revestimiento como se logra en las primeras variantes de realización en la figura 1 y figura 2. En la zona S de estabilización el ensanchamiento 10 se configura mediante una adaptación continua del espesor W de pared medio.

Lista de referencias

1 estator

2 envoltura

3 revestimiento

4 superficie interna del revestimiento 3

5 cavidad de bomba

6 rotor

7 lado de aspiración

8 lado de presión

9 superficie externa del revestimiento 3

10 ensanchamiento

A dimensión A

B dimensión B

D diámetro interno de la envoltura 1

E diámetro externo del revestimiento 3

DP diámetro de bomba medio

H zona de alta presión

H1 primera región de alta presión de la zona H de alta presión H2 segunda región de alta presión de la zona H de alta presión HB anchura de la zona H de alta presión

HA1 primer semieje

HA2 segundo semieje

K4 contorno de la superficie interna 4 del revestimiento 3 K9 contorno de la superficie externa 9 del revestimiento 3

S zona de estabilización

SB anchura de la zona de estabilización

V zona de premezcla

VB anchura de la zona V de premezcla

W espesor de pared medio

WE espesor de pared en el lado de los extremos

WM espesor de pared menor

X dirección axial

Y,Z dirección Y,Z

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   i. Estator (1) para una bomba helicoidal excéntrica que presenta un rotor (6), en donde el estator (1) presenta un revestimiento (3) elásticamente flexible con una superficie externa (9), en donde el revestimiento (3) está envuelto por una envoltura rígida (2),

   en donde una superficie interna (4) del revestimiento (3) configura una rosca inclinada de dos pasos así como una cavidad (5) de bomba expandida en dirección axial (X) limitada para el alojamiento del rotor (6) de la bomba helicoidal excéntrica,

   en donde el revestimiento (3) del estator (1) se estrecha en dirección axial (X) al menos por regiones, en donde para ello un espesor (W) de pared medio del revestimiento (3), partiendo de un espesor (WE) de pared en el lado de los extremos, que se presenta en la zona de un lado de aspiración (7) del estator (1), disminuye al menos por regiones continuamente en dirección axial (X) hasta que se alcanza un menor espesor (WM) de pared medio,

   caracterizado por que

   el espesor (W) de pared medio del revestimiento (3) partiendo del menor espesor (WM) de pared medio aumenta de nuevo, al menos por regiones, hacia un lado (8) de presión del estator (1) de modo que hacia el lado (8) de presión del estator (1) se configura un ensanchamiento (10) en el revestimiento (3).
2. 2. Estator (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que debido al curso axial del espesor (W) de pared medio del revestimiento (3)

   - en la región del lado (7) de aspiración del estator (1) se configura una zona (V) de premezcla para homogeneizar y/o fragmentar el medio que va a transportarse,

   - en la región del lado de presión (8) del estator (1) en el ensanchamiento (10) se configura una zona (S) de estabilización para estabilizar y conducir de manera suave el medio transportado en la bomba helicoidal excéntrica, y

   - entre la zona (V) de premezcla y la zona (S) de estabilización se configura una zona (H) de alta presión para aumentar la presión en la cavidad (5) de bomba durante el funcionamiento de la bomba helicoidal excéntrica debido al espesor (W) de pared medio que disminuye continuamente en dirección axial (X) al menos por regiones.
3. 3. Estator (1) según la reivindicación 2, caracterizado por que el espesor (W) de pared medio del revestimiento (3) no varía en la zona (V) de premezcla y/o en la zona (S) de estabilización.
4. 4. Estator (1) según la reivindicación 2 o 3, caracterizado por que el espesor (W) de pared medio del revestimiento (3) disminuye continuamente en una primera zona (H1) de alta presión de la zona (H) de alta presión en dirección axial (X) y en una segunda zona (H2) de alta presión de la zona (H) de alta presión permanece aproximadamente constante en el menor espesor (WM) de pared medio, en donde la primera zona (H1) de alta presión se une a la zona (V) de premezcla.
5. 5. Estator (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el revestimiento (3) del estator (1) en dirección axial (X) se estrecha cónicamente, en donde el espesor (W) de pared medio del revestimiento (3) disminuye para ello partiendo del espesor (WE) de pared medio en el lado de los extremos en dirección axial (X) en la dirección del lado (8) de presión linealmente o siguiendo una función no lineal.
6. 6. Estator (1) según la reivindicación 5, caracterizado por que la superficie externa (9) del revestimiento (3) se estrecha linealmente o también siguiendo una función no lineal para lograr la disminución del espesor (W) de pared medio lineal o que sigue una función no lineal partiendo del espesor (WE) de pared medio en el lado de los extremos.
7. 7. Estator (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el revestimiento (3) del estator (1) se estrecha en dirección axial (X) al aproximarse un contorno (K9) de la superficie externa (9) del revestimiento (3) partiendo del espesor (WE) de pared medio en el lado de los extremos hacia el menor espesor (WM) de pared medio cada vez más a un contorno (K4) de la superficie interna (4) del revestimiento (3) realizada como rosca inclinada de dos pasos.
8. 8. Estator (1) según la reivindicación 7, caracterizado por que una dimensión B (B) del revestimiento (3) partiendo del espesor (WE) de pared medio en el lado de los extremos en dirección axial (X) se reduce continuamente en la dirección del lado de presión (8) y una dimensión A (A) del revestimiento (3) permanece constante al mismo tiempo.
9. 9. Estator (1) según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que un primer semieje (HA1) de la envoltura (2) permanece constante en dirección axial (X), y un segundo semieje (HA2) de la envoltura (2) perpendicular al primer semieje (HA1) se reduce continuamente en dirección axial (X).
10. 10. Estator (1) según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que el contorno (K9) de la superficie externa (9) del revestimiento (3) en la región en la que el espesor (W) de pared medio se corresponde con el espesor (WE) de pared en el lado de los extremos, es aproximadamente redondo, y en la región en la que el espesor (W) de pared medio se corresponde con el menor espesor (WM) de pared medio discurre paralelo al contorno (K4) de la superficie interna (4) del revestimiento (3) realizada como rosca inclinada de dos pasos.
11. 11. Estator (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el espesor de pared (W) medio en el ensanchamiento (10) en el lado (8) de presión se corresponde con el espesor (WE) de pared en el lado de los extremos en el lado (7) de aspiración.
12. 12. Estator (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el espesor (W) de pared medio del revestimiento (3) después de alcanzar el menor espesor (WM) de pared medio aumenta abrupta o continuamente para configurar el ensanchamiento (10) en el lado del presión.
13. 13. Estator (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un diámetro (DP) de bomba medio de la cavidad (5) de bomba se estrecha asimismo en dirección axial (X) hacia el lado (8) de presión al menos por regiones, preferiblemente no varía de manera lineal, o en dirección axial (X) por todo el estator (1).
14. 14. Estator (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un diámetro interno (D) de la envoltura (2) se corresponde con un diámetro externo (E) del revestimiento (3) de modo que la envoltura (1) por todo el estator (1) está en contacto con la superficie externa (9) del revestimiento (3), en donde la envoltura (2) mediante deformación está adaptada a un contorno (K9) de la superficie externa (9).
15. 15. Estator (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la envoltura (1) presenta un espesor de material invariable en dirección axial (X).