ES2970331T3 - Conjunto de trituración para una bomba trituradora y una bomba trituradora centrífuga - Google Patents

Abstract

Se propone un conjunto de trituración para una bomba trituradora, que comprende un anillo de trituración estacionario (3) configurado para montarse en una entrada (103) de la bomba, y un dispositivo de corte (2) para girar alrededor de una dirección axial (A) y configurado para fijarse a un eje (108) de la bomba, en el que el anillo triturador (3) comprende una cara superior (31), una cara inferior (32) y una abertura central (33) que se extiende desde la cara superior (31). a la cara inferior (32) y estando delimitada en dirección radial por una periferia interior (34), en donde se forma una pluralidad de ranuras (35) que se extienden en la dirección axial (A) en la periferia interior (34), en donde la El dispositivo de corte (2) está colocado en la abertura central (33) del anillo triturador (3), y comprende una cara frontal (21) y una cara posterior (22), y en el que la cara frontal (21) comprende una pluralidad de primeros miembros de corte (25, 26) que se extienden en la dirección axial (A) y miran hacia las ranuras (35) en la periferia interior (34), y en donde la cara posterior (22) del dispositivo de corte (2) comprende al menos un segundo miembro de corte (27), sobresaliendo el segundo miembro de corte (27) más allá de la abertura central (33) con respecto a la dirección radial. Además, se propone una bomba trituradora centrífuga. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de trituración para una bomba trituradora y una bomba trituradora centrífuga

La invención se refiere a un conjunto de trituración para una bomba trituradora y una bomba trituradora centrífuga de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación independiente de la categoría respectiva.

En el transporte de aguas residuales o aguas negras y, en particular, de aguas residuales domésticas, se producen problemas porque tales líquidos contienen constituyentes tales como materiales fibrosos, trapos, telas, textiles, bolsas de plástico u otros sólidos, que pueden atascarse muy fácilmente en la región de la bomba y pueden dar como resultado una reducción en la eficiencia, en particular la eficiencia hidráulica, de la bomba hasta el bloqueo completo del impulsor de la bomba. Esto puede provocar trabajos de servicio o también trabajos de mantenimiento complejos y/o costosos. Por lo tanto, se deben tomar medidas especiales con tales bombas para evitar eficazmente la obstrucción.

Una solución conocida para abordar este problema son las bombas trituradoras centrífugas que también se denominan bombas maceradoras centrífugas. Estas bombas están provistas de un conjunto de trituración giratorio, también denominado trituradora, en la entrada de bomba para triturar los constituyentes en las aguas residuales. Típicamente, el conjunto de trituración está configurado con un dispositivo de corte que rota dentro o en la entrada de bomba para desintegrar o triturar los constituyentes sólidos en las aguas residuales y evitar por tanto una obstrucción del impulsor de la bomba.

Muy a menudo, los sistemas de alcantarillado residenciales pero también industriales se basan únicamente en la gravedad para descargar las aguas residuales a depósitos o plantas de tratamiento más grandes. Sin embargo, si la gravedad no es suficiente para mover las aguas residuales a la ubicación deseada o si los sistemas basados en la gravedad no son económicos, las bombas trituradoras se usan para elevar las aguas residuales o para transportar las aguas residuales a distancias más largas. Para este fin, las bombas trituradoras se integran, por ejemplo, en sistemas de alcantarillado a presión residenciales (PPS) o sistemas de alcantarillado por gravedad para proporcionar un desaguado efectivo y económico. Por lo general, las bombas trituradoras usan líneas de descarga de diámetro bastante pequeño en todas las aplicaciones, tal como en el área privada o municipal o industrial.

Las bombas trituradoras centrífugas pueden diseñarse como bombas sumergibles, es decir, como bombas que están configuradas para funcionar incluso si están completamente sumergidas y cubiertas por el fluido a transportar.

Un parámetro crítico de las bombas de aguas residuales es el intervalo de altura-flujo en el que pueden operarse. En algunas aplicaciones, la altura requerida es muy alta, por ejemplo, para elevar las aguas residuales puede requerirse una altura de hasta 61 m (200 pies) o incluso más. Tal altura alta en combinación con un caudal razonable es al menos muy difícil, si no imposible, de realizar con una bomba trituradora centrífuga que tiene solo un impulsor. Por lo tanto, se han desarrollado bombas trituradoras centrífugas de dos etapas que tienen dos impulsores dispuestos en serie para aumentar la altura disponible de la bomba de aguas residuales (véase, por ejemplo, el documento US 7.357.341).

Con respecto al conjunto de trituración en la entrada de bomba, en la técnica se conocen muchos diseños diferentes. En el documento US 7.159.806, por ejemplo, se divulga un conjunto de corte que comprende un cortador giratorio que puede rotar delante de y que coopera con un cortador de placas. La superficie de corte exterior del cortador de placas estacionario comprende una pluralidad de aberturas de entrada que tienen bordes de corte en V. El cortador giratorio comprende cuchillas de corte que giran a lo largo de la superficie de corte exterior del cortador de placas para proporcionar una acción de cizallamiento contra los bordes de corte en V. Este diseño, en el que la acción de corte o cizallamiento se realiza entre las cuchillas giratorias y la superficie de corte exterior del cortador de placas estacionario también se denomina corte de cara frontal o axial porque el cortador giratorio está girando frente a la superficie de corte del cortador de placas estacionario.

Un diseño diferente de un conjunto de trituración se divulga, por ejemplo, en el documento US 7.357.341. De acuerdo con este diseño, el conjunto de trituración comprende un cortador giratorio colocado dentro de un anillo de trituración estacionario. El cortador giratorio incluye una pluralidad de cortadores y tiene una pluralidad de ranuras formadas en la periferia exterior del cortador giratorio. El anillo de trituración estacionario tiene una pluralidad de canales formados en la periferia interior del anillo de trituración estacionario. Además de la acción de trituración de los cortadores, se produce una trituración adicional entre las ranuras y los canales. Este diseño, en el que la acción de corte o cizallamiento tiene lugar entre la periferia exterior del cortador giratorio y la periferia interior del anillo de trituración estacionario, también se denomina corte radial o de pared lateral.

Otro diseño de un conjunto de trituración se muestra, por ejemplo, en el documento JP S63235690 A.

Sin embargo, la acción de corte o trituración de estos diseños conocidos no siempre es suficiente para garantizar un funcionamiento adecuado de la bomba trituradora sin riesgo de bloqueo de la bomba o sin una reducción considerable en la eficiencia hidráulica de la bomba. Esto se aplica en particular a las bombas trituradoras, que están configuradas como bombas multietapa, por ejemplo, como bombas de dos etapas con dos impulsores dispuestos en serie. Además del riesgo de bloqueo de uno de los impulsores, también existe la probabilidad de que la transición de la primera etapa (primer impulsor) a la segunda etapa (segundo impulsor) se obstruya por constituyentes sólidos en el líquido que no están suficientemente desintegrados por el conjunto de trituración. La transición de la primera a la segunda etapa puede diseñarse, por ejemplo, como un difusor que tiene una pluralidad de canales internos. Por tanto, en caso de que el material sólido en el líquido no esté suficientemente triturado, existe un riesgo considerable de que el difusor se obstruya.

Partiendo de este estado de la técnica, por lo tanto, un objeto de la invención es proponer un conjunto de trituración diferente y muy eficiente para una bomba trituradora, que genera material triturado muy finamente para evitar de manera fiable cualquier obstrucción de la bomba trituradora. En particular, el dispositivo de trituración debe ser adecuado para una bomba trituradora multietapa. Adicionalmente, es un objeto de la invención proponer una bomba trituradora centrífuga que tenga un conjunto de trituración de este tipo.

La materia objeto de la invención que satisface estos objetos está caracterizada por las funcionalidades de la reivindicación independiente de la respectiva categoría.

Por tanto, de acuerdo con la invención, se propone un conjunto de trituración para una bomba trituradora, que comprende un anillo de trituración estacionario configurado para montarse en una entrada de la bomba, y un dispositivo de corte para rotar alrededor de una dirección axial y configurado para fijarse a un árbol de la bomba, en donde el anillo de trituración comprende una cara superior, una cara inferior y una abertura central que se extiende desde la cara superior hasta la cara inferior y que está delimitada en una dirección radial por una periferia interior, en donde se forma una pluralidad de ranuras que se extienden en la dirección axial en la periferia interior, en donde el dispositivo de corte se coloca en la abertura central del anillo de trituración, y comprende una cara frontal y una cara posterior, y en donde la cara frontal comprende una pluralidad de primeros miembros de corte que se extienden en la dirección axial y orientados hacia las ranuras en la periferia interior, y en donde la cara posterior del dispositivo de corte comprende al menos un segundo miembro de corte, con el segundo miembro de corte sobresaliendo más allá de la abertura central con respecto a la dirección radial.

Mediante esta configuración se logra una acción de trituración dual que da como resultado un material triturado mucho más fino, por lo que se evita de manera fiable una obstrucción de la bomba trituradora. La primera acción de trituración que tiene lugar entre los primeros miembros de corte y la periferia interior de la abertura central del anillo de trituración estacionario que está provista de las ranuras es una acción de corte radial o de pared lateral. La segunda acción de trituración que tiene lugar entre el al menos un segundo miembro de corte y la cara inferior del anillo de trituración estacionario es una acción de corte axial o de cara posterior. Dado que el segundo miembro de corte en la cara posterior del dispositivo de corte sobresale más allá de la abertura central con respecto a la dirección radial, es decir, el segundo miembro de corte se superpone con la cara inferior del anillo de trituración estacionario en dirección radial, cualquier material sólido que pase a través de las ranuras en la periferia interior de la abertura central se tritura adicionalmente entre el segundo miembro de corte y la cara inferior del anillo de trituración estacionario. Mediante esta acción de trituración dual, los constituyentes sólidos en el líquido se trituran muy finamente.

Preferentemente, los primeros miembros de corte están configurados para encajar en la abertura central del anillo de trituración. Por tanto, la extensión máxima de los primeros miembros de corte, o la cara frontal del dispositivo de corte, respectivamente, es menor que el diámetro interior de la abertura central del anillo de trituración, de modo que los primeros miembros de corte puedan rotar libremente dentro de la abertura central.

De acuerdo con la invención, la cara posterior del dispositivo de corte comprende exactamente dos segundos miembros de corte, estando los dos segundos miembros de corte dispuestos diametralmente opuestos en una periferia exterior del dispositivo de corte. Al disponer dos segundos miembros de corte en posiciones diametrales del dispositivo de corte, se logra un equilibrio particularmente bueno del dispositivo de corte durante la rotación. Asimismo, para la mayoría de las aplicaciones, dos segundos miembros de corte, por un lado, son suficientes para lograr una trituración muy fina del material sólido y, por otro lado, no constituyen una gran restricción de flujo adicional para el fluido que pasa por el conjunto de trituración. En vista de una segunda acción de trituración particularmente eficaz, es una medida preferida que cada segundo miembro de corte sobresalga más allá de las ranuras de la periferia interior con respecto a la dirección radial.

Es una medida ventajosa adicional con respecto a la segunda acción de trituración, cuando cada segundo miembro de corte comprende una cara delantera que está inclinada con respecto a la dirección axial en un ángulo de ataque de 40° a 60°, preferentemente de 45° a 55°, e incluso más preferentemente de aproximadamente 50°. Cuando se ve en la dirección de rotación del dispositivo de corte, la cara delantera está inclinada hacia atrás. Al proporcionar este ángulo de ataque, se garantiza que el material sólido se guíe lejos de los segundos miembros de corte y se dirija hacia el impulsor de primera etapa de la bomba.

Asimismo, es un diseño preferido que cada segundo miembro de corte comprenda un borde delantero que está inclinado con respecto a la dirección radial en un ángulo de corte de 35° a 55°, preferentemente de 40° a 50°, e incluso más preferentemente de aproximadamente 45°. Cuando se ve en la dirección de rotación, el borde delantero está inclinado hacia atrás con respecto a la dirección radial, es decir, el extremo radialmente interior del borde delantero está por delante del extremo radialmente exterior del borde delantero. El borde delantero inclinado en el ángulo de corte es particularmente ventajoso para lograr un corte limpio y una acción de trituración particularmente fina del material sólido.

De acuerdo con una realización preferida, las ranuras están diseñadas y dispuestas de tal manera que solo uno de los dos segundos miembros de corte realiza una acción de corte en cualquier momento durante el funcionamiento. Esto puede realizarse eligiendo el número de ranuras y la distancia entre ranuras adyacentes de tal manera que el borde delantero del uno de los segundos miembros de corte alcance el comienzo de una ranura individual solo entonces, cuando el borde delantero del otro de los segundos miembros de corte pasa el extremo de otra ranura individual.

El diseño con solo uno de los segundos miembros de corte cortando en cualquier momento asegura que el par máximo disponible se proporcione a ese segundo miembro de corte respectivo que está realizando una acción de corte. Esta medida es particularmente ventajosa, si solo hay poca potencia o par disponible para operar la bomba trituradora, p. ej., si la bomba trituradora funciona con un motor eléctrico monofásico.

Con respecto a los primeros miembros de corte, es un diseño preferido que la pluralidad de primeros miembros de corte comprende al menos un rebaje en la periferia exterior del dispositivo de corte, formando dicho rebaje un borde de corte. Cada rebaje se extiende en la dirección axial, es decir, en la periferia exterior del dispositivo de corte, y en la cara frontal del dispositivo de corte. Por tanto, cada rebaje forma una hendidura dispuesta en la cara frontal y en la periferia exterior del dispositivo de corte, delimitando los bordes respectivos la hendidura que constituye los bordes de corte para proporcionar la primera acción de trituración entre la periferia exterior del dispositivo de corte y la periferia interior de la abertura central en el anillo de trituración estacionario, o las ranuras formadas en la periferia interior de la abertura central, respectivamente.

Como alternativa o adicionalmente, la pluralidad de primeros miembros de corte comprende al menos una protuberancia que se extiende desde la cara frontal del dispositivo de corte en la dirección axial. Con respecto a la dirección radial, la protuberancia no sobresale más allá de la periferia exterior del dispositivo de corte. Cada protuberancia tiene al menos un borde para proporcionar o contribuir a la primera acción de trituración entre el dispositivo de corte giratorio y la periferia interior de la abertura central en el anillo de trituración estacionario, o las ranuras formadas en la periferia interior de la abertura central, respectivamente.

De acuerdo con una realización particularmente preferida, la pluralidad de primeros miembros de corte comprende tanto rebajes como protuberancias.

En una realización preferida, cada protuberancia comprende una cara delantera que está inclinada con respecto a la dirección radial en un ángulo frontal de 18° a 28°, preferentemente de 20° a 26°, e incluso más preferentemente de aproximadamente 23°. Cuando se ve en la dirección de rotación, la cara delantera de la protuberancia está inclinada de tal manera que el borde radialmente exterior que delimita la cara delantera está por delante del borde radialmente interior que delimita la cara delantera.

La superficie radialmente exterior que delimita la protuberancia con respecto a la dirección radial está alineada con la periferia exterior del dispositivo de corte en la región donde dicha superficie exterior hace tope con la cara delantera de la protuberancia, es decir, en dicha región, la superficie radialmente exterior de la protuberancia está al ras con la periferia exterior del dispositivo de corte.

Hacia el extremo trasero de la protuberancia, la superficie radialmente exterior de la protuberancia ya no está al ras con la periferia exterior del dispositivo de corte, pero se inclina radialmente hacia dentro en un ángulo de rebaje 8. Esta medida es ventajosa para evitar que cualquier material sólido se atasque entre el dispositivo de corte y el anillo de trituración.

Asimismo, de acuerdo con la invención, se propone una bomba trituradora centrífuga, que comprende una carcasa con una entrada de bomba para un fluido a transportar, y una salida de bomba para descargar el fluido, que comprende además al menos un impulsor para rotar alrededor de una dirección axial con el impulsor dispuesto en una cámara de impulsor, un árbol para hacer rotar el impulsor y un conjunto de trituración dispuesto en la entrada de bomba para triturar los constituyentes del fluido, en donde el conjunto de trituración está diseñado de acuerdo con la invención, en donde el anillo de trituración está montado en la entrada de la bomba, en donde el dispositivo de corte está conectado al árbol a prueba de par, y en donde la cara inferior del anillo de trituración y la cara posterior del dispositivo de corte están dispuestas para mirar hacia la cámara de impulsor.

Por tanto, el conjunto de trituración está dispuesto de tal manera en la entrada de la bomba trituradora que tanto la cara inferior del anillo de trituración estacionario como la cara posterior del dispositivo de corte con el o los segundos miembros de corte están orientadas hacia el impulsor en la cámara de impulsor y la cara superior del anillo de trituración, así como la cara frontal del dispositivo de corte, están orientadas en sentido contrario al impulsor, es decir, la cara superior y la cara frontal están orientadas hacia el fluido que entra en la bomba trituradora.

Mediante la acción de trituración dual de acuerdo con la invención, se evita de manera fiable que la bomba trituradora se obstruya.

De acuerdo con una realización preferida, la bomba trituradora centrífuga está configurada como una bomba centrífuga multietapa que comprende dos impulsores y dos cámaras de impulsor, en concreto, un impulsor de primera etapa dispuesto en una primera cámara de impulsor, y un impulsor de segunda etapa dispuesto en una segunda cámara de impulsor, y que comprende además un difusor para guiar el fluido desde la primera cámara de impulsor al impulsor de segunda etapa con el difusor dispuesto entre el impulsor de primera etapa y el impulsor de segunda etapa con respecto a la dirección axial, en donde el impulsor de primera etapa y el impulsor de segunda etapa están conectados al árbol a prueba de par.

Al dotar a la bomba trituradora centrífuga de dos impulsores dispuestos en serie, es decir, uno tras otro con respecto a la dirección axial, el intervalo de altura-flujo, en el que se puede operar la bomba, se extiende considerablemente en comparación con las bombas con un solo impulsor. En particular, la altura que se puede generar con la bomba trituradora centrífuga multietapa aumenta notablemente, de modo que la bomba trituradora multietapa es particularmente adecuada para aplicaciones de altura alta que requieren una altura de, por ejemplo, hasta 61 metros (200 pies) o incluso más. Adicionalmente, dado que la bomba trituradora centrífuga está diseñada preferentemente con un difusor interno para guiar el fluido transportado por el impulsor de primera etapa desde la primera cámara de impulsor hasta el impulsor de segunda etapa, la bomba trituradora es muy compacta, porque no hay necesidad de un conducto entre etapas dispuesto en el exterior de la carcasa y que envuelva la carcasa.

Es una medida preferente que el difusor está diseñado como un difusor en forma de disco que delimita tanto la primera cámara de impulsor como la segunda cámara de impulsor con respecto a la dirección axial.

El difusor en forma de disco, que está dispuesto, con respecto a la dirección axial, entre la primera cámara de impulsor con el impulsor de primera etapa y la segunda cámara de impulsor con el impulsor de segunda etapa, dirige el fluido por medio de una pluralidad de canales internos proporcionados dentro del difusor, de modo que no hay necesidad de un conducto entre etapas en el exterior de la carcasa.

De acuerdo con una realización preferente, la bomba trituradora centrífuga comprende una unidad de accionamiento para hacer rotar el árbol alrededor de la dirección axial, en donde la unidad de accionamiento está dispuesta dentro de la carcasa, y en donde el impulsor de primera etapa y el impulsor de segunda etapa están dispuestos entre la unidad de accionamiento y el conjunto de trituración con respecto a la dirección axial.

Es un diseño muy compacto disponer la unidad de accionamiento dentro de la carcasa de la bomba. Por supuesto, la carcasa puede estar diseñada para comprender dos o más partes de carcasa que están ensambladas y fijadas firmemente entre sí, p. ej., por tornillos o pernos, para formar la carcasa de la bomba.

Lo más preferido, la bomba trituradora centrífuga está diseñada para una operación vertical con el árbol que se extiende en la dirección vertical, en donde la unidad de accionamiento está dispuesta por encima del impulsor de primera etapa y el impulsor de segunda etapa. Durante el funcionamiento, el árbol se orienta en la dirección de gravedad y la dirección axial se extiende verticalmente. En esta configuración, la entrada de bomba con el conjunto de trituración está ubicada en la parte inferior de la bomba, el impulsor de primera etapa está dispuesto por encima del conjunto de trituración, el impulsor de segunda etapa está dispuesto por encima del impulsor de primera etapa y la unidad de accionamiento se coloca en la parte superior del impulsor de segunda etapa. El árbol se extiende verticalmente desde la unidad de accionamiento hasta el conjunto de trituración para rotar el impulsor de primera y segunda etapa, así como el dispositivo de corte del conjunto de trituración alrededor de la dirección axial.

En particular, para aplicaciones de aguas residuales y desaguado, se prefiere que la bomba esté configurada como una bomba sumergible.

De acuerdo con una realización particularmente preferida, la bomba trituradora centrífuga está configurada como una bomba de dos etapas que tiene exactamente dos impulsores, a saber, el impulsor de primera etapa y el impulsor de segunda etapa.

Sin embargo, también es posible configurar la bomba trituradora centrífuga de acuerdo con la invención con solo una etapa (bomba de etapa única) o con tres o incluso más etapas, en donde el número de etapas es igual al número de impulsores que se proporcionan en la bomba.

Otras medidas y realizaciones ventajosas de la invención resultarán evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes.

La invención se explicará con más detalle a continuación en el presente documento con referencia a los dibujos. Se muestran en una representación esquemática:

Figura 1: una vista en sección transversal de una realización de una bomba trituradora centrífuga de acuerdo con la invención,

Figura 2: una vista en perspectiva despiezada de una realización de un conjunto de trituración de acuerdo con la invención,

Figura 3: una vista inferior del conjunto de trituración visto desde el impulsor de primera etapa, y

Figura 4: una vista superior del conjunto de trituración como se ve en una vista desde el exterior de la bomba hacia la entrada de bomba.

La figura 1 muestra una vista en sección transversal de una realización de una bomba trituradora centrífuga de acuerdo con la invención que comprende una realización de un dispositivo de trituración de acuerdo con la invención. La bomba trituradora centrífuga se designa en su entidad con el número de referencia 100, y el dispositivo de trituración se designa en su entidad con el número de referencia 1.

En la siguiente descripción se hace referencia a modo de ejemplo a una realización de la bomba trituradora centrífuga 100, que está configurada como una bomba centrífuga multietapa, en particular, una bomba de dos etapas. No hace falta decir que la bomba trituradora centrífuga también puede configurarse como una bomba trituradora de una sola etapa o como una bomba trituradora de múltiples etapas que tiene más de dos etapas, por ejemplo, tres etapas o incluso más. Asimismo, se hace referencia a modo de ejemplo a la importante aplicación de que la bomba trituradora centrífuga se usa para transportar aguas residuales o aguas negras en áreas privadas, municipales o industriales. Las aguas residuales típicamente comprenden constituyentes sólidos tales como materiales fibrosos, trapos, telas, textiles, papel, bolsas de plástico u otros sólidos.

La figura 1 muestra, parcialmente de manera esquemática, partes importantes, en particular, la sección hidráulica de la bomba trituradora centrífuga multietapa 100. Esta realización está configurada como una bomba 100 de dos etapas. La bomba 100 comprende una carcasa 102 (mostrada parcialmente) y una unidad de accionamiento 110 para accionar la bomba 100. La carcasa 102 puede comprender varias partes de carcasa, que están conectadas entre sí para formar la carcasa 102 de la bomba 100. Adicionalmente, la unidad de accionamiento 110 también está dispuesta dentro de la carcasa 102. La bomba trituradora centrífuga 100 está configurada como una bomba sumergible 100, que también se puede operar, cuando la bomba 100 está parcial o completamente sumergida en un líquido, por ejemplo las aguas residuales o las aguas negras que serán transportadas por la bomba 100.

La carcasa 102 tiene una entrada de bomba 103 para un fluido a transportar y una salida de bomba 104 para descargar el fluido. La salida de bomba no se muestra en detalle, pero se indica mediante la flecha con el número de referencia 104. El fluido es, por ejemplo, aguas residuales o aguas negras que comprenden además de agua también constituyentes sólidos como se ha mencionado anteriormente. Como es típico para una bomba trituradora centrífuga 100, el conjunto de trituración 1 está dispuesto en la entrada de bomba 103, de modo que el fluido solo pueda entrar en la bomba 100 pasando por el conjunto de trituración 1.

El conjunto de trituración 1 se muestra con más detalle en las figuras 2-4, en donde la figura 2 muestra una vista en perspectiva despiezada del conjunto de trituración 1, La figura 3 muestra una vista inferior del conjunto de trituración 1 visto desde el interior de la carcasa de bomba 102 cuando se mira hacia la entrada de bomba 103, y la figura 4 muestra una vista superior del conjunto de trituración 1 visto desde el exterior de la carcasa de bomba 102 cuando se mira hacia la entrada de bomba 103.

El conjunto de trituración 1 comprende un anillo de trituración estacionario 3 montado en la carcasa de bomba 102, más precisamente a una placa base 105 de la carcasa de bomba 102. El anillo de trituración 3 puede fijarse a la placa base 105 mediante tornillos o pernos (no mostrados). La placa base 105 también se denomina placa de desgaste. El conjunto de trituración 1 comprende además un dispositivo de corte 2 que rota durante el funcionamiento alrededor de una dirección axial A para triturar o desintegrar los constituyentes sólidos de las aguas residuales de modo que no puedan obstruir la bomba 100. El conjunto de trituración 1, que también se denomina trituradora o macerador, se describirá con más detalle más adelante.

La bomba trituradora centrífuga 100 comprende además dos impulsores 106, 107 dispuestos en serie para actuar sobre el fluido, en concreto, un impulsor de primera etapa 106 ubicado en una primera cámara de impulsor 116 y un impulsor de segunda etapa 107 ubicado en una segunda cámara de impulsor 117. Durante el funcionamiento, ambos impulsores 106, 107 rotan alrededor del mismo eje de rotación, que define la dirección axial A. Para accionar la rotación de los impulsores 106, 107, así como la rotación del dispositivo de corte 2, se proporciona un árbol 108 que se extiende en la dirección axial A. El árbol 8 está acoplado a la unidad de accionamiento 110 (mostrado esquemáticamente en la figura 1), que rota el árbol 108 alrededor de la dirección axial A. Por tanto, el eje longitudinal del árbol 108 coincide con el eje de rotación y, por lo tanto, define la dirección axial A.

Una dirección perpendicular a la dirección axial A se denomina 'dirección radial'. El término 'axial' o 'axialmente' se usa con el significado común 'en dirección axial' o 'con respecto a la dirección axial'. De manera análoga, el término 'radial' o 'radialmente' se usa con el significado común 'en dirección radial' o 'con respecto a la dirección radial'.

La bomba trituradora centrífuga de dos etapas 100 está diseñada para una operación vertical con el árbol 108 extendiéndose en la dirección vertical, es decir, la dirección de la gravedad. En adelante, los términos relativos a la ubicación tales como "arriba" o "abajo" o "superior" o "inferior" se refieren a la posición operativa usual de la bomba 100. La figura 1 muestra la bomba trituradora centrífuga 100 en su posición operativa habitual.

La unidad de accionamiento 110 está dispuesta encima de los impulsores 106, 107, es decir, por encima del impulsor de primera y segunda etapa 106, 107. Preferentemente, la unidad de accionamiento 110 comprende un motor eléctrico para accionar el árbol 108. El motor eléctrico puede configurarse de muchas maneras diferentes que se conocen en la técnica. En particular, el motor eléctrico está diseñado o encapsulado en la carcasa 102 para sumergirse.

Como se puede ver en la figura 1, la entrada de bomba 103 con el conjunto de trituración 1 está dispuesta centralmente en la parte inferior de la bomba 100, de modo que el fluido pueda entrar en la bomba 100 en una dirección generalmente axial. El impulsor de primera etapa 106 está dispuesto adyacente a la entrada de bomba 103 y al conjunto de trituración 1 para recibir el fluido que pasó a través del conjunto de trituración 1. El impulsor de segunda etapa 107 está dispuesto detrás del impulsor de primera etapa 106 cuando se ve en la dirección de flujo general del fluido. La salida de bomba 104 está dispuesta lateralmente en la carcasa 102 a la misma altura (con respecto a la dirección axial A) que el impulsor de segunda etapa 107. El impulsor de primera etapa 106 y el impulsor de segunda etapa 107 están conectados al árbol 108 a prueba de par, por ejemplo, por medio de una cerradura de llave 111. El árbol 108 se extiende desde la unidad de accionamiento 110 hacia arriba hasta el dispositivo de corte 2 del conjunto de trituración 1. El dispositivo de corte 2 está fijado al árbol 108, preferentemente a prueba de par. Como puede verse en la figura 1, el dispositivo de corte 2 está montado en el extremo axial inferior del árbol 108 y fijado al mismo, p. ej., por un tornillo 4 dispuesto centralmente. Adicionalmente, para transferir el par desde el árbol 108 al dispositivo de corte 2 se puede proporcionar un pasador de accionamiento (no mostrado) que se fija o forma parte integral del árbol 108, en donde el pasador de accionamiento se acopla con un orificio 28 (figura 3) proporcionado en el dispositivo de corte 2.

El tornillo 4 dispuesto centralmente está diseñado preferentemente como un perno avellanado o un tornillo avellanado, es decir, el rebaje dispuesto centralmente en el dispositivo de corte 2, que recibe el tornillo 4, así como la cabeza del tornillo 4 están ahusados. Adicionalmente, este rebaje está adaptado al tornillo 4 tal que la cabeza del tornillo 4 esté al ras con la superficie del dispositivo de corte 2. Ambas medidas son ventajosas para evitar la irregularidad o la convergencia del material en el centro del dispositivo de corte.

Entre el impulsor de primera etapa 106 y el impulsor de segunda etapa 107 se dispone un difusor 109 estático y esencialmente en forma de disco para recibir el fluido transportado por el impulsor de primera etapa 106 y guiar el fluido al impulsor de segunda etapa 107.

Tanto la primera cámara de impulsor 116 como la segunda cámara de impulsor 117 tienen una sección transversal esencialmente circular perpendicular a la dirección axial A. El diámetro de la primera y la segunda cámara de impulsor 116, 117 es en cada caso mayor que el diámetro exterior del respectivo impulsor de primera o segunda etapa 106, 107, de modo que hay un canal de flujo esencialmente anular entre el extremo radialmente exterior de los impulsores 106, 107 y la pared que delimita la respectiva primera o segunda cámara de impulsor 116, 117 en dirección radial. Cada canal de flujo rodea el respectivo impulsor de primera o segunda etapa 106, 107.

Tanto el impulsor de primera como de segunda etapa 106, 107 están centrados en la respectiva primera y segunda cámara de impulsor 116, 117, lo que significa que la distancia radial entre el extremo radialmente exterior del respectivo impulsor 106, 107 y la pared que delimita la respectiva primera o segunda cámara de impulsor 116, 117 en dirección radial es constante cuando se ve en la dirección circunferencial del impulsor de primera o segunda etapa 106, 107, respectivamente. Por tanto, tanto el canal de flujo de la primera cámara de impulsor 116 como el canal de flujo de la segunda cámara de impulsor 117 tienen una anchura constante en dirección radial cuando se ven en la dirección circunferencial.

Tanto la primera cámara de impulsor 116 como la segunda cámara de impulsor 117 están diseñadas con una sección transversal circular perpendicular a la dirección axial A que simplifica la fabricación.

El difusor en forma de disco 109 interpuesto entre el impulsor de primera y segunda etapa 106, 107 dirige el fluido sobre el que ha actuado el impulsor de primera etapa 106 al impulsor de segunda etapa 107, más precisamente, el difusor en forma de disco 109 guía el fluido desde el canal de flujo de la primera cámara de impulsor 116 a la región radialmente interior del impulsor de segunda etapa 107. Al mismo tiempo, el difusor 109 transforma la energía cinética del fluido en presión, es decir, la velocidad del fluido disminuye y la presión aumenta.

El difusor en forma de disco 109 está dispuesto concéntricamente con el impulsor de primera y segunda etapa 106, 107, y fijado con respecto a la carcasa 102. El difusor en forma de disco 109 está directamente interpuesto entre el impulsor de primera etapa 106 y el impulsor de segunda etapa 107, de modo que el difusor 109 delimita tanto la primera cámara de impulsor 116 como la segunda cámara de impulsor 117 con respecto a la dirección axial A.

La cara inferior del difusor en forma de disco 109 orientada hacia el impulsor de primera etapa 106 comprende una o más aberturas de entrada dispuestas para recibir el fluido de la primera cámara de impulsor 116, más precisamente desde el canal de flujo de la primera cámara de impulsor 116.

La cara superior del difusor en forma de disco 109 orientada hacia el impulsor de segunda etapa 107 comprende una pluralidad de aberturas de salida para suministrar el fluido al impulsor de segunda etapa 107. Las aberturas de salida están dispuestas considerablemente más cerca del árbol 108 que la(s) abertura(s) de entrada, de modo que el fluido se suministre a la región central del impulsor de segunda etapa 107.

El difusor en forma de disco 109 comprende además una pluralidad de canales internos, extendiéndose cada canal interno desde la abertura de entrada o una de las aberturas de entrada a través del interior del difusor en forma de disco 109 hasta una de las aberturas de salida. Preferentemente, el número de canales internos es igual al número de aberturas de salida. Los canales internos adyacentes del difusor 109 están separados entre sí por una respectiva paleta difusora estacionaria.

El fluido que entra en los canales internos del difusor 109 desde el canal de flujo de la primera cámara de impulsor 116 y a través de la(s) abertura(s) de entrada es dirigido por las paletas del difusor radialmente hacia dentro hacia el árbol 108 y desviado en la dirección axial A, de modo que el fluido descargado a través de las aberturas de salida del difusor 109 fluye generalmente en la dirección axial A hacia el impulsor de segunda etapa 107.

Haciendo referencia ahora en particular a la figura 2 - figura 4, el conjunto de trituración 1 se explicará con más detalle.

El anillo de trituración estacionario 3 configurado para montarse en la entrada de bomba 103 comprende una cara superior 31, una cara inferior 32 y una abertura central 33 que se extiende desde la cara superior 31 hasta la cara inferior 32. Cuando se monta en la placa base 105 de la carcasa de bomba 102, la cara superior 31 está orientada hacia el exterior de la bomba 100, en donde la cara inferior 32 está orientada hacia el interior de la bomba 100 (figura 1). La cara superior 32 comprende una región exterior anular 311 y una región interior anular 312 en forma de brida que sobresale por encima de la región exterior 311 con respecto a la dirección axial A, de modo que se forma un escalón entre la región exterior 311 y la región interior 312. Tanto la región interior 312 como la región exterior 311 están dispuestas concéntricamente con la abertura central 33, en donde la región interior 312 delimita la abertura central 33 con respecto a la dirección radial.

La región interior sobresaliente 312 encaja en un rebaje proporcionado en la placa base 105 de la carcasa de bomba (figura 1) y sirve como guía para centrar el anillo de trituración 3 con respecto a la placa base 105.

La región exterior 311 de la cara superior 31 está provista de una pluralidad, aquí tres, de orificios 313 para recibir tornillos o pernos (no mostrados), con los que el anillo de trituración 3 puede fijarse a la placa base 105 de la carcasa de bomba 102. Los orificios 313 están distribuidos equidistantemente sobre la región exterior 311 con respecto a la dirección circunferencial.

La abertura central 33 está configurada para recibir el dispositivo de corte 2 (figura 1). La abertura central 33 está delimitada con respecto a la dirección radial por una periferia interior 34. Se forma una pluralidad de ranuras 35 en la periferia interior 34, extendiéndose cada ranura 35 en la dirección axial A desde la cara superior 31 hasta la cara inferior 32 del anillo de trituración 3. En particular, cada ranura 35 está alineada con respecto a la dirección axial A, es decir, las ranuras 35 no están inclinadas con respecto a la dirección axial A. Por tanto, cuando el anillo de trituración 3 está montado en la carcasa de bomba 102, cada ranura 35 está alineada verticalmente. Adicionalmente, todas las ranuras 35 están dispuestas paralelas entre sí y todas las ranuras 35 son paralelas a la dirección axial A. En la realización descrita, trece ranuras paralelas 35 están dispuestas en la periferia interior de la abertura central 33.

Con respecto a la dirección radial, es decir, perpendicular a la dirección axial A, cada ranura 35 tiene una sección transversal que es parte de un círculo, por ejemplo, un semicírculo. Los bordes que se extienden axialmente de las ranuras 35 sirven como bordes de corte para trocear los constituyentes sólidos del fluido de una manera conocida como tal.

Con respecto al diseño del anillo de trituración estacionario 3 y, en particular, al diseño de las ranuras 35 en la periferia interior 34, existen muchas posibilidades diferentes, que son, como tal, bien conocidas en la técnica. Por lo tanto, no hay necesidad de describir o explicar el anillo de trituración estacionario 3 con más detalle. Básicamente, el anillo de trituración 3 puede configurarse de acuerdo con cualquier diseño conocido que se use para triturar o cortar sistemas en conexión con bombas.

El dispositivo de corte 2 está configurado para colocarse en la abertura central 33 del anillo de trituración estacionario 3 y para fijarse al árbol 108 de la bomba 100. El dispositivo de corte 2 comprende una cara frontal 21 y una cara posterior 22 que delimitan el dispositivo de corte 2 con respecto a la dirección axial A, así como una periferia exterior 24 que delimita el dispositivo de corte 2 con respecto a la dirección radial.

Cuando el dispositivo de corte 2 está montado en el árbol 108 de la bomba 100, la cara frontal 21 está orientada hacia el exterior de la bomba 100, en donde la cara posterior 22 está orientada hacia la primera cámara de impulsor 116 de la bomba 100. Por tanto, el fluido entra en la bomba 100 desde la cara frontal 21 del dispositivo de corte 2 y sale del conjunto de trituración 1 en la cara posterior 22 del dispositivo de corte 2.

Como se puede ver mejor en la figura 1 y la figura 2, la cara frontal 21 está diseñada de una manera generalmente ahusada. La cara frontal 21 está en ángulo con respecto a la dirección radial, de modo que el material sólido que llega a la cara frontal 21 se guía lejos del centro del dispositivo de corte 2 hacia las ranuras 35 del anillo de trituración 3.

La cara frontal 21 del dispositivo de corte 2 comprende una pluralidad de primeros miembros de corte 25, 26 que se extienden en la dirección axial A y orientados hacia las ranuras 35 en la periferia interior, cuando el dispositivo de corte 2 se inserta en la abertura central 33 del anillo de trituración 3.

Los primeros miembros de corte 25, 26 están configurados para proporcionar una primera acción de trituración que tiene lugar entre la periferia exterior 24 del dispositivo de corte giratorio 2 (o los primeros miembros de corte 25, 26, respectivamente) y la periferia interior 34 del anillo de trituración estacionario 3. Esto también se denomina acción de trituración radial o de pared lateral.

La dirección de la rotación del dispositivo de corte 2 se indica mediante la flecha con el número de referencia C.

Los primeros miembros de corte 25, 26 comprenden ambos rebajes 25 en la periferia exterior 24 que se extienden hacia la cara frontal 21 del dispositivo de corte 2, así como en la dirección axial A, y protuberancias 26 que se extienden desde la cara frontal 21 del dispositivo de corte 2 en la dirección axial A lejos de la cara frontal 21.

En la realización mostrada en particular en la figura 2 y la figura 4, se proporcionan dos protuberancias 26 y seis rebajes 25. Las dos protuberancias 26 están dispuestas diametralmente opuestas en la periferia exterior 24 y en la cara frontal 21 del dispositivo de corte 2. Las protuberancias 26 no sobresalen más allá de la periferia exterior 24 con respecto a la dirección radial. Cada protuberancia 26 comprende una superficie radialmente exterior 263 que delimita la protuberancia 26 con respecto a la dirección radial, así como una cara delantera 262 y un extremo trasero 264 que delimitan la protuberancia 26 con respecto a la dirección circunferencial del dispositivo de corte 2. Cuando se ve en la dirección de la rotación C del dispositivo de corte 2, la cara delantera 262 está dispuesta delante del extremo trasero 264.

Cada protuberancia 26 comprende al menos un borde de corte 261 que se extiende axialmente. El borde de corte 261 de la protuberancia 26 es el borde, donde la cara delantera 262 y la superficie radialmente exterior 263 están una contra la otra.

Cada protuberancia 26 está diseñada con la cara delantera 262 de la protuberancia 26 inclinada con respecto a la dirección radial R (figura 4). Por tanto, la cara delantera 262 no se extiende exactamente en la dirección radial R, pero está inclinada con respecto a la dirección radial R en un ángulo frontal £. El ángulo frontal £ es al menos 18° y como máximo 28°. Preferentemente, el ángulo frontal £ está en el intervalo de 20° a 26° e incluso más preferentemente, el ángulo frontal £ es de aproximadamente 23°. La inclinación de la cara delantera 262 con respecto a la dirección radial R es tal que el borde radialmente exterior que delimita la cara delantera 262, a saber, el borde de corte 261, está por delante del borde radialmente interior que delimita la superficie delantera 262 cuando se ve en la dirección de la rotación C.

Al menos en la región adyacente al borde de corte 261, la superficie radialmente exterior 263 de la respectiva protuberancia 26 está alineada con la periferia exterior 24 del dispositivo de corte 2. Es decir, la superficie radialmente exterior 263 de cada protuberancia 26 está al ras con la periferia exterior 24 del dispositivo de corte 2 en la región adyacente al borde de corte 261.

Hacia el extremo trasero 264 de la protuberancia 26, la superficie radialmente exterior 263 ya no está al ras con la periferia exterior 24 del dispositivo de corte 2, pero está inclinada radialmente hacia dentro. Como se puede ver mejor en la figura 4, adyacente al borde de corte 261, la superficie radialmente exterior 263 está alineada con la periferia exterior 24 con respecto a la dirección axial A. En el extremo trasero 264 de la protuberancia 26, la superficie radialmente exterior 263 se extiende lejos de la periferia exterior 24 en una forma generalmente hacia dentro con respecto a la dirección radial. Por tanto, adyacente al extremo trasero 264, la superficie radialmente exterior 263 está diseñada para incluir un ángulo de rebaje 8 con una tangente a la periferia exterior 24 del dispositivo de corte 2. El ángulo de rebaje 8 es al menos 10° y como máximo 18°. Preferentemente, el ángulo de rebaje 8 está en el intervalo de 12° a 16°, e incluso más preferentemente, el ángulo de rebaje 8 es de aproximadamente 14°. El diseño de la superficie radialmente exterior 263 con el ángulo de rebaje 8 es ventajoso para evitar que el material sólido troceado entre el borde de corte 261 y el borde de corte respectivo de las ranuras 35 se atasque entre el dispositivo de corte 2 y el anillo de trituración estacionario 3.

Los seis rebajes 25 en la periferia exterior 24 del dispositivo de corte están distribuidos por igual entre las dos protuberancias 26. Cada rebaje 25 se extiende desde la periferia exterior 24 del dispositivo de corte 2 hacia la cara frontal 21 y generalmente tiene forma de V con el lado abierto de la V ubicado en la periferia exterior 24. Los bordes de los rebajes 25 en la periferia exterior forman bordes de corte de una manera conocida como tal. Como puede verse, por ejemplo, en la figura 4, no es necesario que los rebajes 25 tengan todos la misma forma. En esta realización hay dos tipos de rebajes 25 que tienen diferentes formas.

Por supuesto, el número específico de dos protuberancias 26 y seis rebajes 25 es solo a modo de ejemplo. En principio, también es posible que se proporcionen solo rebajes 25 pero no protuberancias 26 o solo protuberancias 26 pero no rebajes 25. Sin embargo, se prefiere que los primeros miembros de corte comprendan al menos un rebaje 25 y, además, al menos una protuberancia 26.

Con respecto al diseño específico de los primeros miembros de corte 25, 26, por ejemplo, con respecto al número de primeros miembros de corte 25, 26, la forma o las dimensiones de los primeros miembros de corte 25, 26 existen muchas realizaciones diferentes posibles y conocidas en la técnica. Solo como ejemplos, se hace referencia a los documentos US 4.108.386 y US 5.016.825. Básicamente, los primeros miembros de corte 25, 26 pueden configurarse de acuerdo con cualquier diseño conocido que se use para una acción de trituración radial o de pared lateral entre la periferia exterior 24 del dispositivo de corte giratorio 2 y la periferia interior 34 del anillo de trituración estacionario 3.

De acuerdo con la invención, la cara posterior 22 del dispositivo de corte 2 comprende exactamente dos segundos miembros de corte 27 con el segundo miembro de corte 27 sobresaliendo más allá de la abertura central 33 con respecto a la dirección radial (figura 3).

De acuerdo con la invención, el dispositivo de corte 2 mostrado en la figura 2 - figura 4 comprende dos segundos miembros de corte 27 como se puede ver mejor en la figura 3. Los segundos miembros de corte 27 están configurados para proporcionar una segunda acción de trituración que tiene lugar entre los segundos miembros de corte 27 y la cara inferior 32 del anillo de trituración estacionario 3. Esto también se denomina cara posterior o acción de trituración axial.

Los dos segundos miembros de corte 27 están dispuestos diametralmente opuestos en la cara posterior 22 y en la periferia exterior 24 del dispositivo de corte 2. Cada segundo miembro de corte 27 comprende una cara radialmente exterior 271 que delimita el segundo miembro de corte 27 con respecto a la dirección radial, una cara inferior 272 y una cara superior 273, delimitando el segundo miembro de corte 27 con respecto a la dirección axial A, así como una cara delantera 274 y una cara trasera 275 que delimitan el segundo miembro de corte 27 con respecto a la dirección circunferencial del dispositivo de corte 2. Cuando se ve en la dirección de la rotación C del dispositivo de corte 2, la cara delantera 274 está dispuesta delante de la cara trasera 275.

El segundo miembro de corte 27 comprende además un borde delantero 276. El borde delantero 276 es el borde en el que la cara delantera 274 y la cara superior 273 se apoyan entre sí. El borde delantero 276 que conecta la cara superior 273 con la cara delantera 274 del miembro de corte secundario 27 constituye un borde de corte para triturar los constituyentes sólidos del fluido.

Como se puede ver mejor en la figura 3, la cara inferior 272 respectiva de cada segundo miembro de corte 27 está al ras con la cara posterior 22 del dispositivo de corte 2. La extensión radial del segundo miembro de corte 27, es decir, la distancia radial de la superficie radialmente exterior 271 desde la periferia exterior 24 del dispositivo de corte 2, determina la superposición del segundo miembro de corte 27 con la cara inferior 32 del anillo de trituración estacionario 3. Preferentemente, la extensión radial de cada segundo miembro de corte 27 es tan grande que el miembro de corte secundario 27 sobresale no solo más allá de la abertura central 33 sino también más allá de las ranuras 35 en la periferia interior 34 de la abertura central 33. Por tanto, durante la rotación del dispositivo de corte 2, el segundo miembro de corte 27 cubre completamente una ranura 35 respectiva cuando pasa por encima de dicha ranura 35.

La cara inferior 32 del anillo de trituración 3 puede estar provista de un rebaje anular 321 (figura 3) que está dispuesto concéntricamente con el orificio central 33 y que tiene un diámetro, que se mide de manera que los segundos miembros de corte 27 rotan dentro del rebaje anular 321.

Durante el funcionamiento, todos los constituyentes sólidos en el fluido que pasan por los primeros miembros de corte 25, 26, ya sea sin triturarse o sin triturarse lo suficiente, se trocearán (adicionalmente) por la segunda acción de trituración entre los segundos miembros de corte 27 y la cara inferior 32 del anillo de trituración 3. En particular, el borde delantero 276 entre la cara delantera 274 y la cara superior 273 del segundo miembro de corte 27 cizallará o cortará tales constituyentes sólidos en cooperación con la cara inferior 32 del anillo de trituración estacionario 3 y más precisamente en cooperación con los bordes que delimitan las ranuras 35 en la cara inferior 32.

Para proporcionar una segunda acción de trituración muy eficiente en la cara inferior 32 del anillo de trituración 3, se prefiere que el borde delantero 276 de cada segundo miembro de corte 27 esté inclinado con respecto a la dirección radial R en un ángulo de corte p (figura 3). Por tanto, el borde delantero 276 no se extiende exactamente en la dirección radial R, pero está inclinado con respecto a la dirección radial R de tal manera que el borde delantero 276 y la dirección radial R forman el ángulo de corte p. Cuando se ve en la dirección de rotación C, el borde delantero 276 está inclinado hacia atrás, lo que significa que el extremo radialmente interior del borde delantero 276 está por delante del extremo radialmente exterior del borde delantero 276. Esta inclinación del borde delantero 276 del segundo miembro de corte 27 con respecto a la dirección radial es ventajosa para lograr un corte limpio y una trituración fina entre el borde delantero 276 y las ranuras 35 en la cara inferior del anillo de trituración 3.

Para lograr una segunda acción de trituración eficiente por medio del borde delantero 276 es ventajoso cuando el ángulo de corte p es al menos 35° y como máximo 55°. Preferentemente, el ángulo de corte p está en el intervalo de 40° a 50° e incluso más preferentemente, el ángulo de corte p es de aproximadamente 45°.

Para dirigir eficientemente el material triturado lejos del respectivo segundo miembro de corte 27 y guiar el material triturado hacia el impulsor de primera etapa 106, se prefiere que la cara delantera 274 de cada segundo miembro de corte 27 esté configurada para inclinarse con respecto a la dirección axial A en un ángulo de ataque a. Como se muestra en la figura 2, el ángulo de ataque a se define como el ángulo entre la dirección axial A y la cara delantera 274.

En el estado ensamblado de la bomba trituradora centrífuga 100, el ángulo de ataque a es el ángulo entre la cara delantera 274 del segundo miembro de corte 27 y la dirección vertical (dirección de la gravedad).

El ángulo de ataque a es igual a 90° menos el ángulo entre la cara superior 273 y la cara delantera 274 del segundo miembro de corte. Asimismo, el ángulo de ataque a es igual a 90° menos el ángulo en el que la cara delantera 274 está inclinada con respecto a la dirección radial.

Cuando se ve en la dirección de la rotación C, la cara delantera 274 está inclinada hacia atrás, es decir, el borde delantero 276 está por delante del borde que conecta la cara delantera 274 y la cara inferior 272 del segundo miembro de corte 27. Mediante esta inclinación, el material triturado por el borde delantero 276 se desliza a lo largo de la cara delantera 274 y se dirige hacia el impulsor de primera etapa 106.

La cara delantera 274 puede diseñarse con el ángulo de ataque a de al menos 40° y como máximo 60°. Preferentemente, el ángulo de ataque a está en el intervalo de 45° a 55°, e incluso más preferentemente, el ángulo de ataque a es de aproximadamente 50°.

Como una característica preferida adicional, las ranuras 35 están diseñadas y dispuestas de tal manera que solo uno de los dos segundos miembros de corte 27 realiza una acción de corte en cualquier momento durante el funcionamiento de la bomba trituradora centrífuga. Esta característica puede realizarse por el número de ranuras 35 y/o por su dimensión. Refiriéndose particularmente a la figura 3, la realización de un conjunto de trituración 1 comprende trece ranuras 35 en la periferia interior 34 de la abertura central 33 del anillo de trituración 3. Cada ranura 35 está alineada en la dirección axial A. Todas las ranuras 35 son paralelas entre sí y distribuidas equidistantemente a lo largo de la periferia interior 34 de la abertura central. El dispositivo de corte 2 comprende exactamente los dos segundos miembros de corte 27 dispuestos diametralmente opuestos en la periferia exterior 24 del dispositivo de corte 2. Esta configuración es un ejemplo de cómo realizar la característica preferida de que solo uno de los dos segundos miembros de corte 27 realiza una acción de corte en cualquier momento, como se explicará ahora.

Como se muestra en la figura 3, el inferior de los segundos miembros de corte 27 (de acuerdo con la representación en la figura 3) acaba de terminar una acción de corte, debido a que su borde delantero 276 alcanza justo el extremo de la ranura 35, sobre el que ha pasado el borde delantero 276, en donde "el extremo de la ranura 35" se refiere a la dirección circunferencial. Al mismo tiempo, la parte superior de los segundos miembros de corte 27 (de acuerdo con la representación en la figura 3) va a iniciar una acción de corte, debido a que su borde delantero 276 justo alcanza el comienzo de la ranura 35, sobre el que pasará el borde delantero 276, en donde "el comienzo de la ranura 35" se refiere a la dirección circunferencial.

Por tanto, se puede ver que en cualquier momento durante el funcionamiento de la bomba trituradora centrífuga 100 siempre es solo un segundo miembro de corte 27 el que realiza una acción de corte en la cara inferior 32 del anillo de trituración.

La configuración con solo uno de los segundos miembros de corte 27 cortando en cualquier momento en el tiempo durante el funcionamiento asegura que se proporcione el par máximo disponible al respectivo segundo miembro de corte 27 para realizar la acción de corte. Esto es particularmente ventajoso para tales realizaciones de la bomba trituradora 100, donde solo se dispone de un par bajo y/o una potencia baja para operar la bomba, p. ej., cuando la bomba trituradora centrífuga 100 funciona con un motor monofásico como unidad de accionamiento 110.

Asimismo, se prefiere diseñar el conjunto de trituración 1 de modo que solo haya un espacio libre muy pequeño entre el anillo de trituración estacionario 3 y el dispositivo de corte giratorio 2. Hay dos huecos que proporcionan un espacio libre, en concreto, el hueco en la dirección axial A entre los miembros de corte secundarios 27 y la cara inferior 32 del anillo de trituración y el hueco en dirección radial entre las protuberancias 26 o la periferia exterior 24 del dispositivo de corte 2, respectivamente, y la periferia interior 34 del anillo de trituración 3. Ambos huecos son preferentemente muy estrechos para evitar que cualquier material sólido se atasque entre las partes giratorias 27, 26, 24 y las respectivas partes estacionarias 32, 34. Se prefiere particularmente cuando cada uno de dichos dos huecos tiene una anchura que no supera los 0,15 mm. Incluso más preferentemente, cada uno de dichos huecos tiene una anchura de aproximadamente 0,1 mm.

Durante el funcionamiento de la bomba trituradora centrífuga 100, el fluido, p. ej., las aguas residuales, entra en la bomba 100 a través de la entrada de bomba 103 y pasa por el conjunto de trituración 1 en la entrada de bomba 103. Mediante la acción de trituración dual del conjunto de trituración 1, todos los constituyentes sólidos de las aguas residuales, tal como el papel, trapos, telas y así sucesivamente, se trituran de manera fiable hasta tal punto que no obstruirán la bomba 100, p. ej., bloquear uno de los impulsores 106, 107 u obstruir los canales internos del difusor 109. Después de haber pasado por el conjunto de trituración 1, el fluido fluye hacia la primera cámara de impulsor 116, donde el impulsor centrífugo de primera etapa 106 actúa sobre esta. El impulsor de primera etapa 106 transporta el fluido al canal de flujo de la primera cámara de impulsor 116. Desde allí, el fluido entra en el difusor en forma de disco 109, es guiado por los canales internos radialmente hacia dentro hacia el árbol 108 y desviado en la dirección axial A. El fluido se descarga desde el difusor 109 y entra en la segunda cámara de impulsor 117 fluyendo esencialmente en la dirección axial A hacia el impulsor centrífugo de segunda etapa 107. El impulsor de segunda etapa 107 transporta el fluido al canal de flujo de la segunda cámara de impulsor 117 desde donde se descarga el fluido a través de la salida de bomba 104 de la bomba 100.

Debe entenderse que la invención no está restringida a realizaciones de la bomba con dos etapas de bomba. El conjunto de trituración 1 de acuerdo con la invención también se puede usar en bombas trituradoras de una sola etapa que tienen solo un impulsor o en bombas trituradoras que comprenden más de dos etapas, p. ej., tres o cuatro o incluso más etapas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de trituración para una bomba trituradora, que comprende un anillo de trituración estacionario (3) configurado para montarse en una entrada (103) de la bomba, y un dispositivo de corte (2) para rotar alrededor de una dirección axial (A) y configurado para fijarse a un árbol (108) de la bomba, en donde el anillo de trituración (3) comprende una cara superior (31), una cara inferior (32) y una abertura central (33) que se extiende desde la cara superior (31) hasta la cara inferior (32) y que está delimitada en una dirección radial por una periferia interior (34), en donde se forma una pluralidad de ranuras (35) que se extienden en la dirección axial (A) en la periferia interior (34), en donde el dispositivo de corte (2) se coloca en la abertura central (33) del anillo de trituración (3) y comprende una cara frontal (21) y una cara posterior (22), en donde la cara frontal (21) comprende una pluralidad de primeros miembros de corte (25, 26) que se extienden en la dirección axial (A) y orientados hacia las ranuras (35) en la periferia interior (34), y en donde la cara posterior (22) del dispositivo de corte (2) comprende al menos un segundo miembro de corte (27), con el segundo miembro de corte (27) sobresaliendo más allá de la abertura central (33) con respecto a la dirección radial, caracterizado por que la cara posterior (22) del dispositivo de corte (2) comprende exactamente dos segundos miembros de corte (27), estando los dos segundos miembros de corte dispuestos diametralmente opuestos en una periferia exterior (24) del dispositivo de corte (2).

2. Un conjunto de trituración de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada segundo miembro de corte (27) comprende una cara delantera (274) que está inclinada con respecto a la dirección axial (A) en un ángulo de ataque (a) de 40° a 60°, preferentemente de 45° a 55°, e incluso más preferentemente de aproximadamente 50°.

3. Un conjunto de trituración de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada segundo miembro de corte (27) comprende un borde delantero (276) que está inclinado con respecto a la dirección radial (R) en un ángulo de corte (p) de 35° a 55°, preferentemente de 40° a 50°, e incluso más preferentemente de aproximadamente 45°.

4. Un conjunto de trituración de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las ranuras (35) están diseñadas y dispuestas de tal manera que solo uno de los dos segundos miembros de corte (27) realiza una acción de corte en cualquier momento durante el funcionamiento.

5. Un conjunto de trituración de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la pluralidad de primeros miembros de corte comprende al menos un rebaje (25) en la periferia exterior (24) del dispositivo de corte (22), formando dicho rebaje un borde de corte.

6. Un conjunto de trituración de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la pluralidad de primeros miembros de corte comprende al menos una protuberancia (26) que se extiende desde la cara frontal (21) del dispositivo de corte (2) en la dirección axial (A).

7. Un conjunto de trituración de acuerdo con la reivindicación 6, en donde cada protuberancia (26) comprende una cara delantera (262) que está inclinada con respecto a la dirección radial en un ángulo frontal (£) de 18° a 28°, preferentemente de 20° a 26°, e incluso más preferentemente de aproximadamente 23°, en donde la cara delantera (262) de la protuberancia (26) está inclinada de tal manera que el borde radialmente exterior que delimita la cara delantera (262) está por delante del borde radialmente interior que delimita la cara delantera (262), cuando se ve en la dirección de rotación.

8. Una bomba trituradora centrífuga que comprende una carcasa (102) con una entrada de bomba (103) para un fluido a transportar, y una salida de bomba (104) para descargar el fluido, que comprende además al menos un impulsor (106, 107) para rotar alrededor de una dirección axial (A) con el impulsor (106, 107) dispuesto en una cámara de impulsor (116, 117), un árbol (108) para hacer rotar el impulsor (106, 107) y un conjunto de trituración (1) dispuesto en la entrada de bomba (103) para triturar los constituyentes del fluido, caracterizada por que el conjunto de trituración (1) está diseñado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el anillo de trituración (3) está montado en la entrada de la bomba, en donde el dispositivo de corte (2) está conectado al árbol (108) a prueba de par, y en donde la cara inferior (32) del anillo de trituración (3) y la cara posterior (22) del dispositivo de corte (2) están dispuestos para mirar hacia la cámara de impulsor (116).

9. Una bomba trituradora centrífuga de acuerdo con la reivindicación 8 configurada como una bomba centrífuga multietapa que comprende dos impulsores (106, 107) y dos cámaras de impulsor (116, 117), en concreto, un impulsor de primera etapa (106) dispuesto en una primera cámara de impulsor (116), y un impulsor de segunda etapa (107) dispuesto en una segunda cámara de impulsor (117), y que comprende además un difusor (109) para guiar el fluido desde la primera cámara de impulsor (116) al impulsor de segunda etapa (107) con el difusor (109) dispuesto entre el impulsor de primera etapa (106) y el impulsor de segunda etapa (107) con respecto a la dirección axial (A), en donde el impulsor de primera etapa (106) y el impulsor de segunda etapa (107) están conectados al árbol (108) a prueba de par.

10. Una bomba trituradora centrífuga de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el difusor (109) está diseñado como un difusor en forma de disco (109) que delimita tanto la primera cámara de impulsor (116) como la segunda cámara del impulsor (117) con respecto a la dirección axial (A).

11. Una bomba trituradora centrífuga de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10, que comprende una unidad de accionamiento (110) para rotar el árbol (108) alrededor de la dirección axial (A), en donde la unidad de accionamiento (110) está dispuesta dentro de la carcasa (102), y en donde el impulsor de primera etapa (106) y el impulsor de segunda etapa (107) están dispuestos entre la unidad de accionamiento (110) y el conjunto de trituración (1) con respecto a la dirección axial (A).

12. Una bomba trituradora centrífuga de acuerdo con la reivindicación 11, diseñada para una operación vertical con el árbol (108) que se extiende en la dirección vertical, en donde la unidad de accionamiento (110) está dispuesta por encima del impulsor de primera etapa (106) y el impulsor de segunda etapa (107).

13. Una bomba trituradora centrífuga de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, configurada como una bomba sumergible.

14. Una bomba trituradora centrífuga de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, configurada como una bomba de dos etapas.