ES2983042T3 - Diseño de voluta para coste de fabricación más bajo y reducción de carga radial - Google Patents

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Abstract

Voluta para una bomba que comprende una voluta o carcasa que tiene una entrada de bomba para recibir un fluido que se bombea, una descarga de bomba para proporcionar el fluido y una voluta o paleta de carcasa que forma volutas dobles en la misma. La voluta tiene un tajamar superior y también tiene un tajamar inferior. El tajamar superior tiene un área de garganta dimensionada para ser mayor que y no igual a un área de garganta de tajamar inferior de modo que el área de garganta de tajamar superior y el área de garganta de tajamar inferior proporcionen una velocidad de flujo sustancialmente igual tanto en el tajamar superior como en el tajamar inferior en respuesta a un barrido angular del fluido que se bombea. El extremo del paso para el tajamar superior está dimensionado con un área de paso de tajamar superior que es mayor que y no igual a un área de paso de tajamar inferior correspondiente del extremo de paso correspondiente para el tajamar inferior. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Diseño de voluta para coste de fabricación más bajo y reducción de carga radial
Antecedentes de la invención
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una voluta para una bomba; y, más particularmente, se refiere a una bomba que tiene un diseño de voluta mejorado.
Breve descripción de la técnica relacionada
La figura 1 muestra una voluta dual normal o convencional Vpa que tiene una pared de voluta Vpared con una entrada de bomba representada por la etiqueta i y una salida o descarga de bomba representada por la etiqueta o. La voluta dual convencional Vpa incluye una paleta de carcasa CVpa formada ahí, que tiene un tajamar inferior c1 y un tajamar superior c2 que están dispuestos en un eje Ac<1>, c<2>en lados opuestos de la pared de voluta Vpared y aproximadamente 180° alejados en una separación radial, p. ej., consistente con lo que se muestra en la figura 1. En la figura 1, los grados radiales de 0°, 90°, 180°, 270° se indican para proporcionar al lector un marco de referencia radial angular. La figura 1 también incluye una línea discontinua circular Iv que representa la superficie de paleta periférica exterior del impulsor. La figura 1 también muestra la etiqueta de referencia rodeada por un círculo 1 como un área de garganta de tajamar inferior, la etiqueta de referencia rodeada por un círculo 2 como un área de garganta de tajamar superior, la etiqueta de referencia rodeada por un círculo 3 como un extremo de paso para el tajamar inferior C1 y la etiqueta de referencia rodeada por un círculo 4 como un extremo de paso para el tajamar superior c2. En la figura 1, para la doble voluta convencional Vpa las áreas etiquetadas 1 y 2 son iguales y estos tajamares inferior y superior c1 y c2 están efectivamente dispuestos diametralmente opuestos.
En la técnica anterior y consistente con lo que se muestra en la figura 1, la doble voluta normal Vpa utiliza tajamares de carcasa opuestos de 180 grados típicos c1 y c2 de igual área de sección etiquetadas 1 y 2 respectivamente. En otras palabras, la figura 1 muestra que para la doble voluta convencional V, las áreas de sección etiquetadas 1 y 2 formadas entre los tajamares c1 y c2 de la paleta de carcasa CVpa y la pared de voluta Vpared son sustancialmente iguales y los tajamares asociados c1 y c2 son sustancialmente opuestos diametralmente. Se entiende que estas áreas de sección sustancialmente iguales etiquetadas 1 y 2 respectivamente son el área mínima medida desde el borde radial más alejado de los tajamares C1 y c2 a la siguiente porción de la pared vertical Vpared de la voluta Vpa. Esta área de sección se conoce como el área de garganta de carcasa.
Una desventaja del conocido diseño de voluta Vpa, p. ej., como el que se muestra en la figura 1, es que el desarrollo de las lengüetas de carcasa opuestas da como resultado una longitud de paso larga para el tajamar más alejado de la descarga de bomba o, de otro modo conocido como el tajamar superior C2. Esta longitud larga añade complejidad a la carcasa y aumenta la dificultad para limpiar adecuadamente la fundición. Esto da como resultado costes adicionales y, si no se funde y limpia adecuadamente, dará como resultado una pérdida de rendimiento de bomba.
El documento JPS 54175006 U divulga un diseño de doble voluta de la técnica anterior adicional.
En vista de esto, es necesario un mejor diseño de doble voluta.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona un nuevo diseño de voluta que reduce la carga radial en el impulsor al establecer un equilibrio de presión mejorado a través del rango de flujo operativo de una bomba rotodinámica.
De acuerdo con la invención, no distribuyéndose igualmente el área de sección de garganta total requerida por la voluta como en la doble voluta convencional conocida (véase la fig. 1). Las velocidades que están controladas por estas áreas de sección iguales también son iguales cuando la mitad del flujo de bomba pasa a través de cada paso. El área de la sección de garganta del tajamar superior se aumenta en función del barrido angular medido a lo largo de la línea central de voluta desde el tajamar más cercano a la descarga. Como resultado del barrido angular, la tasa de flujo en este paso es mayor que la de una voluta convencional (p. ej., véase la figura 1). Por el contrario, el área de garganta del tajamar más cercano a la descarga de bomba, es decir, el tajamar inferior, se reduce en función del barrido angular desde el tajamar superior al inferior, el caudal en este paso se reduce. En la presente invención, estas áreas de sección desiguales continúan proporcionando velocidades más o menos iguales en ambos tajamares superior e inferior.
El área de los dos pasos en la descarga de bomba también está equilibrada en función de las diferentes tasas de flujo dentro de estos dos pasos.
También se establece de modo que la velocidad en el extremo de estos dos pasos, p. ej., donde se encuentran en la descarga de bomba, es sustancialmente igual. En efecto, la solución de acuerdo con la presente invención reduce la longitud del paso del tajamar superior más alejado de la descarga de bomba y aumenta el tamaño de su paso asociado.
Ambas de estas características mejoran la calidad de fundición, reduciendo el potencial de defectos de fundería proporcionando al mismo tiempo un equilibrio de presión y reduciendo la carga radial resultante sobre el rango operativo de la bomba.
Adicionalmente, las pérdidas a través de la carcasa se reducen como resultado de la reducción de la fricción de fluido desde el paso más corto y la capacidad de hacer coincidir mejor las velocidades de los dos pasos en la descarga de bomba. En efecto, la presente invención reduce el coste y mejora la calidad de la voluta fundida.
Por otra parte, en el caso de una bomba de caja dividida, donde la voluta se forma en dos mitades, la mitad superior está simplificada en gran manera, ya que no tiene tajamar y la porción del paso contenida en él, reduciendo así el coste del núcleo, simplificando la limpieza y el utillaje requerido para fabricar la mitad de carcasa y reduciendo el coste para producir la fundición.
Realizaciones específicas
De acuerdo con la invención, se proporciona una voluta de bomba de acuerdo con la reivindicación 1.
La invención proporciona, además, una bomba de doble voluta de acuerdo con la reivindicación 2.
En efecto, para la presente invención, la suma total de ambas gargantas de carcasa superior e inferior es similar a la de la doble voluta convencional en la figura 1, pero se distribuyen como el ángulo incluido del barrido radial.
Se mantienen velocidades similares en la sección de garganta, pero no son necesariamente iguales. Las cargas radiales netas que actúan en el impulsor se reducen por el mantenimiento de las velocidades y el equilibrio de presión en la voluta. Las áreas de salida también se distribuyen en la fracción del caudal y se controlan para proporcionar una velocidad igual en el extremo de los pasos en la descarga de bomba.
Breve descripción del dibujo
El dibujo, que no está necesariamente dibujado a escala, incluye las siguientes figuras:
La figura 1 muestra una voluta para una bomba que se conoce en la técnica.
La figura 2 muestra una voluta nueva y mejorada para una bomba, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Figura 2: La invención básica
La figura 2 muestra la presente invención, por ejemplo, en forma de una voluta V<i>para configurar en relación con una bomba (no mostrada), tal como una bomba de doble voluta. La voluta Vi puede incluir una o más de las siguientes características:
una pared de voluta Vpared;
una entrada de bomba i (en) para recibir un fluido que se bombea;
una descarga de bomba o (sal) para proporcionar el fluido que se bombea; y
una paleta de carcasa CVi.
La paleta de carcasa CVi se puede configurar en la pared de voluta Vpared que forma dobles volutas en la voluta V i y que está configurada con un tajamar superior C<2>más alejado de la descarga de bomba o que define un área de garganta de tajamar superior etiquetada 2' (en un círculo) y un extremo del paso 4' (en un círculo) para el tajamar superior C<2>y también configurada con un tajamar inferior Ci más cercano a la descarga de bomba o que define una garganta de tajamar inferior etiquetada 1' (en un círculo) y un extremo correspondiente del paso 3' (en un círculo) para el tajamar inferior C<1>.
La etiqueta de área de garganta de tajamar superior 2' (en un círculo) puede dimensionarse para que sea mayor que y no igual al área de garganta de tajamar inferior etiquetada 1' (en un círculo) de modo que el área de garganta de tajamar superior etiquetada 2' (en un círculo) y el área de garganta de tajamar inferior etiquetada 1' (en un círculo) proporcionan una velocidad de flujo sustancialmente igual en ambos tajamar superior C<2>y tajamar inferior C<1>en respuesta a un barrido angular del fluido que se bombea.
El extremo 4' del paso para el tajamar superior C<2>puede dimensionarse con un área de paso de tajamar superior que es mayor que y no igual a un área de paso de tajamar inferior correspondiente del extremo correspondiente del paso etiquetado 3' (en un círculo) para el tajamar inferior Ci de modo que las áreas de paso de tajamar superior e inferior en la descarga de bomba están equilibradas en función de diferentes tasas de flujo del fluido que se bombea ahí y de modo que el fluido que se bombea desde los extremos asociados de las áreas de paso de tajamar superior e inferior etiquetadas 3', 4' (en círculo respectivo) se encuentra en la descarga de bomba o con una velocidad sustancialmente igual.
En la figura 2, de acuerdo con la invención, el tajamar superior C<2>y el tajamar inferior C<1>se muestran que están desplazados radialmente en un ángulo a que está en un rango de entre aproximadamente 108° y aproximadamente 110°.
El ángulo a
Por otra parte, se contemplan realizaciones, no parte de la materia objeto reivindicada, y se pretende que el alcance de la invención incluya, utilizando el tajamar superior C<2>y el tajamar inferior Ci desplazados radialmente en un ángulo a que es al menos sustancialmente menor que 180°, de modo que el fluido que se bombea desde los extremos asociados de las áreas de paso de tajamar superior e inferior etiquetadas 3', 4' (en círculo respectivo) se encuentra en la descarga de bomba o con una velocidad sustancialmente igual. Por otra parte, se contemplan realizaciones, no parte de la materia objeto reivindicada, y se pretende que el alcance de la invención incluya, utilizando el tajamar superior C<2>y el tajamar inferior C<1>desplazados radialmente en un ángulo a que está en un rango de entre 100° y 120°, de modo que el fluido que se bombea desde los extremos asociados de las áreas de paso de tajamar superior e inferior etiquetadas 3', 4' (en círculo respectivo) se encuentra en la descarga de bomba o con una velocidad sustancialmente igual.
Aplicaciones
A modo de ejemplo, posibles aplicaciones de la presente invención pueden incluir bombas de doble voluta.
El alcance de la invención
Es más, las realizaciones mostradas y descritas en detalle en el presente documento se proporcionan solo a modo de ejemplo; y el alcance de la invención no pretende limitarse a las configuraciones particulares, dimensionamientos y/o detalles de diseño de estas partes o elementos incluidos en el presente documento. Sin embargo, el alcance de la invención se define únicamente por las siguientes reivindicaciones.

Claims (2)

REIVINDICACIONES
1. Una voluta para una bomba que comprende:
una pared de voluta (Vpared);
una entrada de bomba (en) para recibir un fluido que se bombea;
una descarga de bomba (o) para proporcionar el fluido que se bombea; y
una paleta de carcasa (CVi) configurada en la pared de voluta (Vpared) y que forma dobles volutas en la voluta (Vi) y el tajamar superior (C<2>) que define un área de garganta de tajamar superior (2') y un extremo de paso (4') para el tajamar superior (C<2>) y también configurada con un tajamar inferior (C<1>) más cercano a la descarga de bomba (o) que define una garganta de tajamar inferior (1') y un extremo correspondiente del paso (3') para el tajamar inferior (C<1>);
estando el área de garganta de tajamar superior (2') dimensionada para que sea mayor que y no igual al área de garganta de tajamar inferior (1') de modo que el área de garganta de tajamar superior (2') y el área de garganta de tajamar inferior (1') proporcionan velocidad de flujo sustancialmente igual en ambos tajamar superior (C<2>) y tajamar inferior (C<1>) en respuesta a un barrido angular del fluido que se bombea; y
estando el extremo del paso (4') para el tajamar superior (C<2>) dimensionado con un área de paso de tajamar superior que es mayor que y no igual a un área de paso de tajamar inferior correspondiente del extremo de paso correspondiente para el tajamar inferior (C<1>) de modo que las áreas de paso de tajamar superior e inferior (3', 4') en la descarga de bomba están equilibradas en función de diferentes tasas de flujo del fluido que se bombea ahí y de modo que el fluido que se bombea desde los extremos asociados de las áreas de paso de tajamar superior e inferior (3', 4') se encuentra en la descarga de bomba con una velocidad sustancialmente igual,caracterizada por queel tajamar superior (C<2>) y el tajamar inferior (C<1>) están desplazados radialmente en un ángulo a que está en un rango de entre aproximadamente 108° y aproximadamente 110°.
2. Bomba de doble voluta que comprende una doble voluta de acuerdo con la reivindicación 1 y un impulsor con paletas de impulsor que están dispuestas en la doble voluta.
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