ES2987497T3

ES2987497T3 - Method of manufacturing and assembling a pump and a vacuum pump

Info

Publication number: ES2987497T3
Application number: ES18701490T
Authority: ES
Inventors: Ana Maisterra; Jorge Trobajo; María Villanueva; Javier Sanz
Original assignee: Entecnia Consulting S L U
Current assignee: Entecnia Consulting S L U
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2024-11-15
Anticipated expiration: 2038-01-26
Also published as: WO2018145925A1; EP3580459B1; EP3580459A1; EP3361099A1; CN108884833A; EP3580459C0

Abstract

La invención se refiere a un procedimiento de fabricación y montaje de una bomba (1), comprendiendo dicho procedimiento los pasos de proporcionar una carcasa (2), proporcionar un rotor (3) con un eje de rotor (31) y determinar una distancia óptima (g_opt) entre la carcasa (2) y el rotor (3). El siguiente paso comprende variar la distancia entre la carcasa (2) y el eje de rotor (31) en una dirección de tangencia (d), de forma que la distancia entre el rotor (3) y la carcasa (2) sea sustancialmente igual a la distancia óptima (g_opt). Finalmente, el último paso comprende fijar la posición relativa entre la carcasa (2) y el eje de rotor (3). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)The invention relates to a method of manufacturing and assembling a pump (1), said method comprising the steps of providing a casing (2), providing a rotor (3) with a rotor shaft (31) and determining an optimum distance (g_opt) between the casing (2) and the rotor (3). The next step comprises varying the distance between the casing (2) and the rotor shaft (31) in a tangent direction (d), such that the distance between the rotor (3) and the casing (2) is substantially equal to the optimum distance (g_opt). Finally, the last step comprises fixing the relative position between the casing (2) and the rotor shaft (3). (Automatic translation with Google Translate, without legal value)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Método de fabricación y montaje de una bomba y una bomba de vacío Method of manufacturing and assembling a pump and a vacuum pump

Campo técnicoTechnical field

Esta invención pertenece al campo de las bombas que comprenden un rotor con una o más paletas insertadas en el mismo, estando el rotor a su vez contenido en una carcasa, donde se crean subespacios entre la paleta o paletas y la pared de la carcasa y el rotor cuando el rotor se mueve. This invention belongs to the field of pumps comprising a rotor with one or more blades inserted therein, the rotor in turn being contained in a casing, where subspaces are created between the blade or blades and the wall of the casing and the rotor when the rotor moves.

Estado de la técnicaState of the art

Muchas aplicaciones necesitan bombas, ya sea una bomba de vacío para aumentar el efecto de una fuerza o cualquier otro tipo de bomba. Estas bombas normalmente comprenden una carcasa y un rotor alojado dentro de la carcasa. Este rotor comprende una o más ranuras, de forma que una paleta se introduce al menos parcialmente en cada una de dichas ranuras. La carcasa aloja este rotor, pero el volumen interior de la carcasa es mayor que el volumen ocupado por el rotor y las paletas. De ese modo, cuando el rotor gira, las paletas tienen algo de espacio para salir del rotor debido a la fuerza centrífuga o cualquier otra fuerza proporcionada en la bomba. Este volumen interior de la carcasa está diseñado de tal manera que la paleta o paletas entran y salen del rotor alternativamente, de tal forma que las subcámaras que se crean entre dos paletas consecutivas y la porción correspondiente de la pared de la carcasa y el rotor tienen un volumen variable, dependiendo de la posición del rotor. En el caso de una única paleta con una única ranura, la ranura permite que la única paleta salga del rotor en dos ubicaciones diametralmente opuestas, de forma que la paleta divide la cámara principal en diferentes subcámaras. Many applications require pumps, whether it is a vacuum pump to increase the effect of a force or any other type of pump. These pumps usually comprise a casing and a rotor housed within the casing. This rotor comprises one or more slots, such that a vane is inserted at least partially into each of said slots. The casing houses this rotor, but the inner volume of the casing is larger than the volume occupied by the rotor and the vanes. Thus, when the rotor rotates, the vanes have some space to exit the rotor due to centrifugal force or any other force provided in the pump. This inner volume of the casing is designed in such a way that the vane or vanes enter and exit the rotor alternately, such that the sub-chambers that are created between two consecutive vanes and the corresponding portion of the casing wall and the rotor have a variable volume, depending on the position of the rotor. In the case of a single blade with a single slot, the slot allows the single blade to exit the rotor at two diametrically opposite locations, such that the blade divides the main chamber into different sub-chambers.

El diseño de estas bombas siempre requiere cálculos exhaustivos y procesos de fabricación precisos. The design of these pumps always requires extensive calculations and precise manufacturing processes.

El documento WO 00/52306 A1 describe una máquina de bombeo de paletas que utiliza aleaciones de clase Invar para maximizar el rendimiento operativo y reducir las emisiones contaminantes. El documento US 2012/0121442 A1 describe una bomba de vacío en seco multietapa que impide que la bomba se atasque adhesivamente al hacer que las condiciones de dilatación térmica entre el cuerpo del cilindro y el rotor sean similares. El documento WO 2004/036049 describe un control térmico de bombas de vacío con una configuración de tipo tornillo. El documento US 3918855 A describe una bomba de paletas que incorpora un mecanismo de ajuste para el bloque de deslizamiento anular de una máquina hidráulica. WO 00/52306 A1 describes a vane pumping machine using Invar class alloys to maximise operating efficiency and reduce pollutant emissions. US 2012/0121442 A1 describes a multi-stage dry vacuum pump which prevents the pump from adhesively sticking by making the thermal expansion conditions between the cylinder body and the rotor similar. WO 2004/036049 describes thermal control of vacuum pumps with a screw type configuration. US 3918855 A describes a vane pump incorporating an adjustment mechanism for the annular slide block of a hydraulic machine.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

La invención proporciona una solución para este problema por medio de un método de fabricación y montaje de una bomba de acuerdo con la reivindicación 1 y una bomba de vacío de acuerdo con la reivindicación 13. Las realizaciones preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes. The invention provides a solution to this problem by means of a method of manufacturing and assembling a pump according to claim 1 and a vacuum pump according to claim 13. Preferred embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

En un primer aspecto inventivo, la invención proporciona un método de fabricación y montaje de una bomba. Este método comprende las etapas de In a first inventive aspect, the invention provides a method of manufacturing and assembling a pump. This method comprises the steps of:

proporcionar una carcasa; provide a housing;

proporcionar un rotor o la maqueta de rotor y un eje de rotor, insertándose el rotor o la maqueta de rotor en la carcasa y estando dispuesto para girar alrededor del eje de rotor; providing a rotor or rotor mock-up and a rotor shaft, the rotor or rotor mock-up being inserted into the housing and arranged to rotate about the rotor shaft;

determinar una distancia óptima entre la carcasa y el rotor; determine an optimal distance between the housing and the rotor;

mover la carcasa o el rotor o la maqueta de rotor entre sí en una dirección de tangencia, de forma que la distancia entre el rotor o la maqueta de rotor y la carcasa sea sustancialmente igual a la distancia óptima, en donde la dirección de tangencia es la dirección que une los puntos del rotor o maqueta de rotor y la carcasa que están más cerca entre sí cuando el rotor o maqueta de rotor está ubicado en su posición de operación; y fijar la posición relativa entre la carcasa y el rotor o la maqueta de rotor. moving the housing or the rotor or the rotor mock-up relative to each other in a tangent direction such that the distance between the rotor or the rotor mock-up and the housing is substantially equal to the optimum distance, wherein the tangent direction is the direction joining the points of the rotor or the rotor mock-up and the housing that are closest to each other when the rotor or the rotor mock-up is located in its operating position; and fixing the relative position between the housing and the rotor or the rotor mock-up.

Para hacer un uso adecuado de todo el volumen interior de la carcasa, el rotor debe colocarse excéntricamente con respecto a la carcasa, y esta excentricidad debe elegirse cuidadosamente para lograr una relación máxima entre el volumen de subcámara máximo y el volumen de subcámara mínimo. To make proper use of the entire internal volume of the casing, the rotor must be positioned eccentrically with respect to the casing, and this eccentricity must be carefully chosen to achieve a maximum ratio between maximum sub-chamber volume and minimum sub-chamber volume.

Teóricamente, esta excentricidad está determinada por el contacto de tangencia entre el rotor y la carcasa en un punto, que se denominará punto de tangencia. En otras palabras, la distancia de excentricidad es, teóricamente, el radio de la carcasa menos el radio del rotor. Sin embargo, en el conjunto real, asumir una tangencia real implica un contacto físico entre una parte que está girando, potencialmente a alta velocidad, y un componente estático. Por lo tanto, este contacto provocará una fricción continua y, por lo tanto, la pérdida de par útil y, además, podría dañar esas partes. Como consecuencia, se necesita una separación entre el rotor y la carcasa. Además, las tolerancias de los componentes, así como las existentes en su posición relativa, podrían conducir no solo a la fricción sino, también, a la interferencia física entre el rotor y la carcasa. Theoretically, this eccentricity is determined by the tangent contact between the rotor and the housing at a point, which will be called the tangency point. In other words, the eccentricity distance is theoretically the radius of the housing minus the radius of the rotor. However, in the real assembly, assuming a real tangency implies a physical contact between a part that is rotating, potentially at high speed, and a static component. Therefore, this contact will cause continuous friction and, therefore, loss of useful torque and, in addition, it could damage those parts. As a consequence, a separation between the rotor and the housing is needed. Furthermore, the tolerances of the components, as well as those existing in their relative position, could lead not only to friction but, also, to physical interference between the rotor and the housing.

Sin embargo, el hecho de garantizar una separación en el punto de tangencia entre el rotor y la carcasa no es suficiente para obtener un rendimiento correcto del producto, ya que tener un contacto real entre ambos componentes no es el único efecto negativo que puede provocar una distancia de espacio inadecuada en la bomba. Si el rotor se coloca demasiado cerca (siendo la distancia de separación demasiado baja), también existen problemas adicionales, relacionados con el hecho de que cuando una paleta supera el último puerto de salida de la bomba, existe una subcámara que incluye esta paleta y el punto de tangencia. Si la distancia de separación es demasiado baja, el punto de tangencia actuará como una barrera física para el fluido atrapado dentro de esta subcámara, y la presión puede ascender excesivamente, incrementando potencialmente el par de funcionamiento necesario del motor de la bomba e incluso dañando la bomba. However, ensuring a clearance at the point of tangency between the rotor and the casing is not enough to obtain correct product performance, as having real contact between both components is not the only negative effect that an inadequate clearance distance can cause in the pump. If the rotor is placed too close (with the clearance distance being too low), there are also additional problems, related to the fact that when a vane passes the last outlet port of the pump, there is a sub-chamber that includes this vane and the point of tangency. If the clearance distance is too low, the point of tangency will act as a physical barrier for the fluid trapped within this sub-chamber, and the pressure can rise excessively, potentially increasing the required operating torque of the pump motor and even damaging the pump.

Por otro lado, si el rotor se coloca demasiado lejos, se obtiene un rendimiento deficiente, ya que la relación mencionada anteriormente entre el volumen de subcámara máximo y el volumen de subcámara mínimo disminuye, y existe más riesgo de fugas de aire entre las dos porciones de la subcámara que comprende el punto de tangencia. Este método fabrica una bomba con una separación controlada entre el rotor y la carcasa, haciendo que esta bomba pueda seleccionar de manera efectiva esta distancia de separación independientemente de las tolerancias dimensionales y geométricas que afectan a las partes comprendidas en esta bomba. Se pueden usar diferentes parámetros, tales como la velocidad de la bomba, el efecto de lubricación o los valores de rendimiento para calcular una distancia óptima, que puede depender de las elecciones del cliente. Este método permite que el cliente y/o el fabricante de la bomba obtengan una distancia de separación determinada de una manera fácil y fiable. On the other hand, if the rotor is positioned too far, poor performance is obtained, since the above-mentioned ratio between maximum sub-chamber volume and minimum sub-chamber volume decreases, and there is more risk of air leakage between the two portions of the sub-chamber comprising the point of tangency. This method manufactures a pump with a controlled clearance between the rotor and the casing, making this pump able to effectively select this clearance distance independently of the dimensional and geometric tolerances affecting the parts comprised in this pump. Different parameters, such as pump speed, lubrication effect or performance values can be used to calculate an optimal distance, which can depend on the customer's choices. This method allows the customer and/or pump manufacturer to obtain a given clearance distance in an easy and reliable way.

La dirección de tangencia resulta ser una dirección que une el punto del rotor que está más cerca de la carcasa y el punto de la carcasa que está más cerca del rotor, cuando el rotor está ubicado en su posición de operación. En el caso de que el rotor y la carcasa hagan contacto, la dirección de tangencia es perpendicular a la línea tangente común. Cuando tanto el rotor como la carcasa tienen una forma circular, esta dirección de tangencia es la dirección que une el centro de la carcasa y el centro del rotor. Como estos dos elementos se colocan excéntricamente, ambos centros definen una dirección, que es la dirección de tangencia. En otros casos, cuando la carcasa no es circular, esta dirección también contiene el centro del rotor. Pueden existir casos en donde la disposición del rotor y la carcasa hagan que el rotor haga contacto con dos puntos opuestos de la carcasa. Incluso en este caso, la dirección de tangencia está perfectamente definida, ya que estos dos puntos opuestos están en la misma línea que los puntos de la carcasa que están más cerca de cada uno de ellos. The tangency direction happens to be a direction that joins the point of the rotor that is closest to the casing and the point of the casing that is closest to the rotor, when the rotor is located in its operating position. In the case where the rotor and casing make contact, the tangency direction is perpendicular to the common tangent line. When both the rotor and casing have a circular shape, this tangency direction is the direction that joins the center of the casing and the center of the rotor. Since these two elements are placed eccentrically, both centers define a direction, which is the tangency direction. In other cases, when the casing is not circular, this direction also contains the center of the rotor. There may be cases where the arrangement of the rotor and casing causes the rotor to make contact with two opposite points of the casing. Even in this case, the tangency direction is perfectly defined, since these two opposite points are on the same line as the points of the casing that are closest to each of them.

El uso de una maqueta de rotor en lugar de un rotor es otra posibilidad que hace que este método sea factible. En una realización particular, la etapa de mover la carcasa o el rotor o la maqueta de rotor entre sí comprende mover la carcasa o el rotor o la maqueta de rotor entre sí en la dirección de tangencia, reduciendo la distancia entre la carcasa y el eje del rotor, hasta que la carcasa y el rotor o la maqueta de rotor hagan contacto; y mover la carcasa o el rotor o la maqueta de rotor entre sí en la dirección de tangencia, incrementando la distancia entre la carcasa y el eje del rotor, de forma que la distancia entre el rotor o la maqueta de rotor y la carcasa sea sustancialmente igual a la distancia óptima. The use of a rotor mockup instead of a rotor is another possibility that makes this method feasible. In a particular embodiment, the step of moving the housing or the rotor or the rotor mockup relative to each other comprises moving the housing or the rotor or the rotor mockup relative to each other in the tangent direction, reducing the distance between the housing and the rotor axis, until the housing and the rotor or the rotor mockup make contact; and moving the housing or the rotor or the rotor mockup relative to each other in the tangent direction, increasing the distance between the housing and the rotor axis, such that the distance between the rotor or the rotor mockup and the housing is substantially equal to the optimal distance.

Esta forma de variar la distancia entre el rotor y la carcasa es simple y eficaz, ya que el contacto se hace entre las partes finales, sin requerir tolerancias dimensionales y geométricas restrictivas para los componentes relacionados. En una realización particular, la etapa de mover la carcasa o el rotor o la maqueta de rotor entre sí en la dirección de tangencia comprende This way of varying the distance between the rotor and the housing is simple and effective, since the contact is made between the end parts, without requiring restrictive dimensional and geometric tolerances for the related components. In a particular embodiment, the step of moving the housing or the rotor or the rotor mock-up relative to each other in the tangent direction comprises:

ubicar un elemento intermedio entre la carcasa y el rotor o la maqueta de rotor, siendo la anchura del elemento intermedio sustancialmente igual a la distancia óptima; locate an intermediate element between the casing and the rotor or rotor mock-up, the width of the intermediate element being substantially equal to the optimum distance;

mover la carcasa o el rotor o la maqueta de rotor entre sí en la dirección de tangencia, reduciendo la distancia entre la carcasa y el rotor o maqueta de motor, hasta que la carcasa y el rotor o la maqueta de rotor hagan contacto con el elemento intermedio; y moving the housing or rotor or rotor mockup relative to each other in the tangent direction, reducing the distance between the housing and the rotor or rotor mockup, until the housing and the rotor or rotor mockup make contact with the intermediate element; and

retirar el elemento intermedio. remove the intermediate element.

Esta forma de variar la distancia entre la carcasa y el rotor requiere una etapa menos en comparación con la realización anterior, gracias a un elemento intermedio, que se interpone entre la carcasa y el rotor. This method of varying the distance between the casing and the rotor requires one less stage compared to the previous embodiment, thanks to an intermediate element, which is placed between the casing and the rotor.

En una realización particular, el método además comprende la etapa de proporcionar medios de detección que son adecuados para medir la posición relativa entre el rotor o la maqueta de rotor y la carcasa. In a particular embodiment, the method further comprises the step of providing sensing means that are suitable for measuring the relative position between the rotor or rotor mock-up and the housing.

Estos medios de detección son útiles durante las etapas de reducción y/o incremento de la distancia entre la carcasa y el rotor. Se pueden usar algunos sensores para detectar el momento en el que la carcasa y el rotor hacen contacto, evitando así golpear el rotor con una fuerza no controlada, y se pueden usar algunos sensores diferentes para comprobar que la carcasa alcanza la distancia óptima, obteniendo así un posicionamiento final de la carcasa de una manera fiable. These detection means are useful during the stages of reducing and/or increasing the distance between the casing and the rotor. Some sensors can be used to detect the moment when the casing and the rotor make contact, thus avoiding hitting the rotor with an uncontrolled force, and some different sensors can be used to check that the casing reaches the optimal distance, thus obtaining a final positioning of the casing in a reliable way.

En una realización particular, la etapa de mover la carcasa o el rotor o la maqueta de rotor entre sí en la dirección de tangencia se lleva a cabo desplazando la carcasa con respecto al eje del rotor. In a particular embodiment, the step of moving the housing or the rotor or the rotor mock-up relative to each other in the tangent direction is carried out by displacing the housing relative to the rotor axis.

La carcasa es normalmente más fácil de desplazar que el rotor, que normalmente necesita desplazarse junto con el motor eléctrico y otras partes. The housing is usually easier to move than the rotor, which usually needs to be moved along with the electric motor and other parts.

En una realización particular, la carcasa comprende medios de manipulación, tales como una lengüeta, una brida o un mango. In a particular embodiment, the housing comprises handling means, such as a tab, a flange or a handle.

Estos medios de manipulación permiten que un agarrador de máquina calibrado agarre la carcasa y la mueva con mayor precisión. Sin embargo, en otras realizaciones, no hay necesidad de hacer contacto con la carcasa para variar la distancia entre la carcasa y el rotor; esta variación puede llevarse a cabo usando un dispositivo magnético, por vacío o por soplado. These manipulation means allow a calibrated machine gripper to grasp the housing and move it more accurately. However, in other embodiments, there is no need to make contact with the housing to vary the distance between the housing and the rotor; this variation can be carried out using a magnetic device, by vacuum or by blowing.

En una realización particular, las etapas de mover la carcasa o el rotor o la maqueta de rotor entre sí en la dirección de tangencia se llevan a cabo estando abierta la carcasa. In a particular embodiment, the steps of moving the housing or the rotor or the rotor mock-up relative to each other in the tangent direction are carried out with the housing open.

Estando abierta la carcasa, permite un mejor control para la operación de variar la distancia entre el rotor y la carcasa. With the housing open, it allows better control for the operation of varying the distance between the rotor and the housing.

En una realización particular, la etapa de mover la carcasa o el rotor o la maqueta de rotor entre sí en la dirección de tangencia se lleva a cabo con la carcasa estando cerrada (ya sea por una operación anterior o por diseño, siendo una cubierta cerrada). In a particular embodiment, the step of moving the housing or rotor or rotor mockup relative to each other in the tangent direction is carried out with the housing being closed (either by a previous operation or by design, being a closed cover).

En una realización particular, en la etapa de proporcionar una carcasa, la carcasa comprende una abertura, y el método además comprende la etapa de cerrar la abertura después de mover la carcasa o el rotor o la maqueta de rotor entre sí en la dirección de tangencia. In a particular embodiment, in the step of providing a housing, the housing comprises an opening, and the method further comprises the step of closing the opening after moving the housing or the rotor or the rotor mock-up relative to each other in the tangent direction.

Esta abertura permite que el operador o cualquier dispositivo de visión artificial controle visualmente las operaciones de reducción y/o incremento de la distancia, lo que hace más fácil el control visual en caso de que este proceso no se vea fácilmente desde una posición superior. Como alternativa, esta abertura permite el ajuste de la distancia usando un sensor de medición o cualquier otro dispositivo a través de sí mismo. La abertura debe cerrarse después, para que la carcasa sea hermética a los gases. This opening allows the operator or any machine vision device to visually control the distance reduction and/or increase operations, making visual control easier in case this process is not easily visible from a higher position. Alternatively, this opening allows distance adjustment using a measuring sensor or any other device through itself. The opening must be closed afterwards, to make the housing gas-tight.

En una realización particular, la etapa de mover la carcasa o el rotor o la maqueta de rotor entre sí en la dirección de tangencia se lleva a cabo con la ayuda de algunos medios de guía, tales como pasadores y ranuras. In a particular embodiment, the step of moving the housing or the rotor or the rotor mock-up relative to each other in the tangent direction is carried out with the aid of some guiding means, such as pins and slots.

Los medios de guía ayudan a que se produzca el movimiento relativo de acuerdo con la dirección de tangencia. En el caso de que los medios de guía sean ranuras; estas ranuras deben orientarse, por lo tanto, en la dirección de tangencia. The guide means help to produce relative movement according to the tangency direction. In case the guide means are slots, these slots must therefore be oriented in the tangency direction.

En algunas realizaciones particulares, la etapa de fijar la posición relativa entre la carcasa y el rotor o maqueta de rotor es por medio de medios de fijación tales como tornillos, abrazaderas, remaches o junta adhesiva. In some particular embodiments, the step of fixing the relative position between the housing and the rotor or rotor mock-up is by means of fixing means such as screws, clamps, rivets or adhesive gasket.

En algunas realizaciones particulares, la etapa de fijar la posición relativa entre la carcasa y el rotor o maqueta de rotor se hace mediante medios de fijación reversibles, que pueden retirarse durante la vida útil de la bomba y reorganizarse después de las operaciones de mantenimiento. In some particular embodiments, the step of fixing the relative position between the casing and the rotor or rotor mock-up is done by means of reversible fixing means, which can be removed during the useful life of the pump and re-arranged after maintenance operations.

Los medios de fijación reversibles proporcionan la oportunidad de poder recalibrar la distancia entre el rotor y la carcasa en caso de que la operación pueda desajustar la posición de estos elementos. Reversible fixing means provide the opportunity to recalibrate the distance between the rotor and the casing in case the operation could misadjust the position of these elements.

En algunas realizaciones particulares, el método además comprende la etapa de hacer que el rotor o la maqueta de rotor gire con respecto al eje del rotor mientras que la etapa de mover la carcasa o el rotor o maqueta de rotor entre sí en la dirección de tangencia se está ejecutando. In some particular embodiments, the method further comprises the step of causing the rotor or rotor mock-up to rotate relative to the rotor axis while the step of moving the housing or the rotor or rotor mock-up relative to each other in the tangent direction is being executed.

Ventajosamente, el hecho de hacer girar el rotor evita la influencia de algunas tolerancias adicionales en este proceso. Advantageously, rotating the rotor avoids the influence of some additional tolerances in this process.

En otro aspecto inventivo, la invención proporciona una bomba de vacío fabricada mediante un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo la bomba de vacío In another inventive aspect, the invention provides a vacuum pump manufactured by a method according to any of the preceding claims, the vacuum pump comprising

una carcasa; a casing;

un rotor alojado al menos parcialmente en la carcasa; a rotor housed at least partially in the housing;

un eje de rotor, estando dispuesto el rotor para girar alrededor del eje de rotor; y a rotor shaft, the rotor being arranged to rotate about the rotor shaft; and

medios para fijar la distancia entre la carcasa y el rotor o maqueta de rotor. means for fixing the distance between the casing and the rotor or rotor mock-up.

Esta bomba puede fabricarse y montarse ventajosamente con requisitos menos restrictivos para tolerancias dimensionales y geométricas, ya que la distancia entre el rotor y la carcasa puede ajustarse independientemente. En una realización particular, la bomba de vacío además comprende medios de manipulación, tales como una lengüeta, una brida o un mango. This pump can advantageously be manufactured and assembled with less restrictive requirements for dimensional and geometric tolerances, since the distance between the rotor and the casing can be independently adjusted. In a particular embodiment, the vacuum pump further comprises handling means, such as a tab, a flange or a handle.

Estos medios de manipulación permiten que una máquina calibrada agarre la carcasa y la mueva con mayor precisión. These handling devices allow a calibrated machine to grip the housing and move it more accurately.

En algunas realizaciones particulares, los medios para fijar la distancia entre la carcasa y el rotor o maqueta de rotor son medios de fijación, tales como tornillos, abrazaderas, remaches o junta adhesiva. En diferentes realizaciones, los medios para fijar la distancia entre la carcasa y el rotor o maqueta de rotor son medios de fijación reversibles, que pueden retirarse durante el proceso de montaje o la vida útil de la bomba y reorganizarse después de las operaciones de mantenimiento. In some particular embodiments, the means for fixing the distance between the casing and the rotor or rotor model are fixing means, such as screws, clamps, rivets or adhesive gasket. In different embodiments, the means for fixing the distance between the casing and the rotor or rotor model are reversible fixing means, which can be removed during the assembly process or the life of the pump and re-arranged after maintenance operations.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Para completar la descripción y para proporcionar un mejor entendimiento de la invención, se proporciona un conjunto de dibujos. Dichos dibujos forman una parte integrante de la descripción e ilustran una realización de la invención que no debe interpretarse como restricción del alcance de la invención, sino solo a modo de ejemplo de cómo la invención puede llevarse a cabo. Los dibujos comprenden las siguientes figuras: To complete the description and to provide a better understanding of the invention, a set of drawings is provided. These drawings form an integral part of the description and illustrate an embodiment of the invention which should not be construed as restricting the scope of the invention, but only as an example of how the invention can be carried out. The drawings comprise the following figures:

Las figuras 1a a 1d muestran tres etapas diferentes de una primera realización de un método de fabricación y montaje de una bomba de acuerdo con la invención. Figures 1a to 1d show three different stages of a first embodiment of a method of manufacturing and assembling a pump according to the invention.

La figura 2 muestra una forma particular de realizar dos etapas de un método de fabricación y montaje de una bomba de acuerdo con la invención. Figure 2 shows a particular way of carrying out two stages of a method of manufacturing and assembling a pump according to the invention.

La figura 3 muestra un gráfico con información con respecto a la relación entre la distancia entre la carcasa y el rotor y la presión de salida en una bomba de vacío de acuerdo con la invención. Figure 3 shows a graph with information regarding the relationship between the distance between the casing and the rotor and the output pressure in a vacuum pump according to the invention.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

Las figuras 1a a 1d muestran tres etapas diferentes de una primera realización de un método de fabricación y montaje de una bomba 1 de acuerdo con la invención. Figures 1a to 1d show three different stages of a first embodiment of a method of manufacturing and assembling a pump 1 according to the invention.

La figura 1a muestra la provisión de una carcasa 2 y un rotor 3 colocados en un eje de rotor 31. Figure 1a shows the provision of a housing 2 and a rotor 3 placed on a rotor shaft 31.

En diferentes cálculos, se ha determinado una distancia óptima d_opt entre la carcasa 2 y el rotor 3. In different calculations, an optimal distance d_opt between the casing 2 and the rotor 3 has been determined.

La figura 1b muestra la siguiente etapa de este método. Esta etapa comprende la reducción de la distancia entre la carcasa 2 y el eje de rotor 31 en una dirección de tangencia d, hasta que la carcasa 2 y el rotor 3 hagan contacto. Para esta etapa, se proporcionan algunos medios de detección. Estos medios de detección son adecuados para medir la posición relativa entre el rotor y la carcasa. Aunque la distancia se reduce hasta que la carcasa 2 y el rotor 3 hacen contacto, esto debe hacerse con cuidado, para no causar daños en alguno de estos elementos. Figure 1b shows the next stage of this method. This stage involves reducing the distance between the casing 2 and the rotor shaft 31 in a tangent direction d, until the casing 2 and rotor 3 make contact. For this stage, some sensing means are provided. These sensing means are suitable for measuring the relative position between the rotor and the casing. Although the distance is reduced until the casing 2 and rotor 3 make contact, this must be done carefully, so as not to cause damage to either of these elements.

En otras realizaciones, en lugar de reducir la distancia hasta que la carcasa 2 y el rotor 3 hagan contacto, y luego incrementar esta distancia hasta la distancia óptima d_opt, se ubica un elemento intermedio entre la carcasa y el rotor. La anchura del elemento intermedio es sustancialmente igual a la distancia óptima. Una vez que se ubica este elemento intermedio, la distancia entre la carcasa y el eje del rotor se reduce en una dirección de tangencia, hasta que la carcasa y el rotor hagan contacto con el elemento intermedio. Por último, se retira el elemento intermedio. En la realización preferida mostrada en esta figura, es la carcasa 2 la que se desplaza hacia el eje de rotor 31, pero en otras realizaciones, es el eje de rotor 31 el que puede desplazarse hacia la carcasa 2. El desplazamiento de la carcasa 2 puede realizarse con la ayuda de algún medio de manipulación, tal como una lengüeta, una brida o un mango. Una máquina calibrada puede hacer uso de estos medios de manipulación para un movimiento más controlado de la carcasa 2. In other embodiments, instead of reducing the distance until the housing 2 and rotor 3 make contact, and then increasing this distance to the optimal distance d_opt, an intermediate element is located between the housing and the rotor. The width of the intermediate element is substantially equal to the optimal distance. Once this intermediate element is located, the distance between the housing and the rotor axis is reduced in a tangent direction, until the housing and rotor make contact with the intermediate element. Finally, the intermediate element is removed. In the preferred embodiment shown in this figure, it is the housing 2 that is moved towards the rotor axis 31, but in other embodiments, it is the rotor axis 31 that can be moved towards the housing 2. The displacement of the housing 2 can be carried out with the aid of some manipulation means, such as a tab, a flange or a handle. A calibrated machine can make use of these manipulation means for a more controlled movement of the housing 2.

La figura 1c muestra una etapa adicional de este método. Esta etapa comprende incrementar la distancia entre la carcasa 2 y el eje de rotor 31 en una dirección de tangencia d, hasta que la distancia entre la carcasa 2 y el rotor 3 sea sustancialmente igual a la distancia óptima d_opt. Figure 1c shows a further step of this method. This step comprises increasing the distance between the casing 2 and the rotor shaft 31 in a tangent direction d, until the distance between the casing 2 and the rotor 3 is substantially equal to the optimum distance d_opt.

La posición relativa objetivo entre la carcasa 2 y el rotor 3 puede lograrse durante el proceso de montaje por los medios de detección. En algunas realizaciones particulares de la invención, estos medios de detección comprenden elementos conocidos para controlar la distancia entre dos puntos. Algunos medios de detección que podrían usarse son: un sensor de carrera, un transductor de recorrido, sensores de fuerza, sensores de visión, indicadores, piezas calibradas, cualquier combinación de los mismos o cualquier equipo o procedimiento que pueda permitir el control del valor requerido para esta distancia entre la carcasa 2 y el rotor 3. Se pueden usar diferentes medios de detección durante las etapas de reducción e incremento de la distancia entre la carcasa 2 y el rotor 3. Se pueden usar algunos sensores para detectar el momento en el que la carcasa 2 y el rotor 3 hacen contacto, y se pueden usar algunos sensores diferentes para comprobar que la carcasa 2 alcanza la distancia óptima d_opt. The target relative position between the housing 2 and the rotor 3 may be achieved during the assembly process by the sensing means. In some particular embodiments of the invention, these sensing means comprise known elements for controlling the distance between two points. Some sensing means that could be used are: a stroke sensor, a travel transducer, force sensors, vision sensors, indicators, calibrated parts, any combination thereof or any equipment or method that may allow the control of the required value for this distance between the housing 2 and the rotor 3. Different sensing means may be used during the steps of reducing and increasing the distance between the housing 2 and the rotor 3. Some sensors may be used to detect the moment when the housing 2 and the rotor 3 make contact, and some different sensors may be used to check that the housing 2 reaches the optimal distance d_opt.

Una forma de garantizar que el movimiento entre la carcasa y el rotor se lleva a cabo de acuerdo con la dirección de tangencia d es proporcionando ranuras 51 y pasadores 52, estando uno de ellos comprendido en la carcasa 2 o en una pieza que está unida sólidamente a la carcasa, y estando el otro comprendido en la base del rotor 32 o en una pieza que está unida sólidamente a la base del rotor, solo para establecer una referencia de posición. En la realización mostrada en la figura 1d, las ranuras 51 están comprendidas en un soporte de carcasa 21, que es parte de la carcasa 2 y los pasadores 52 están unidos sólidamente a la base del rotor 32. Las ranuras están orientadas en la dirección de tangencia d, de tal manera que cuando los pasadores 52 se mueven dentro de las ranuras 51, el rotor 3 se desplaza con respecto a la carcasa 2 y, por lo tanto, se ajusta la distancia entre el rotor 3 y la carcasa 2. One way of ensuring that the movement between the housing and the rotor is carried out according to the tangency direction d is by providing slots 51 and pins 52, one of them being comprised in the housing 2 or in a part which is solidly attached to the housing, and the other being comprised in the rotor base 32 or in a part which is solidly attached to the rotor base, just to establish a positional reference. In the embodiment shown in Figure 1d, the slots 51 are comprised in a housing support 21, which is part of the housing 2 and the pins 52 are solidly attached to the rotor base 32. The slots are oriented in the tangency direction d, such that when the pins 52 move within the slots 51, the rotor 3 is displaced relative to the housing 2 and therefore the distance between the rotor 3 and the housing 2 is adjusted.

Una forma de hacer este movimiento más fácil es el uso de medios de manipulación 4, tales como una lengüeta, una brida o un mango o algún elemento similar, ubicado en la carcasa 2. One way to make this movement easier is the use of manipulation means 4, such as a tab, a flange or a handle or some similar element, located on the housing 2.

También existe una etapa adicional de este método. Esta etapa comprende fijar la posición relativa entre la carcasa 2 y el eje de rotor 3. There is also an additional stage of this method. This stage involves fixing the relative position between the housing 2 and the rotor shaft 3.

En la realización mostrada en estas figuras, la etapa de fijar la posición relativa entre la carcasa 2 y el eje del rotor 31 se realizará por medio de medios de fijación tales como tornillos, abrazaderas, remaches o junta adhesiva, aunque esta etapa no se ilustra por las figuras. También puede utilizarse la soldadura o el engarce para este fin. Por lo tanto, se logra una unión final, de forma que la bomba funcione durante toda su vida útil con los mismos ajustes. En algunas realizaciones, esta etapa de fijar la posición relativa entre la carcasa y el eje del rotor se hace por medios de fijación reversibles, que pueden retirarse durante la vida útil de la bomba y reorganizarse después de las operaciones de mantenimiento. In the embodiment shown in these figures, the step of fixing the relative position between the casing 2 and the rotor shaft 31 will be performed by means of fixing means such as screws, clamps, rivets or adhesive gasket, although this step is not illustrated by the figures. Welding or crimping may also be used for this purpose. Thus, a final joint is achieved, so that the pump operates throughout its lifetime with the same settings. In some embodiments, this step of fixing the relative position between the casing and the rotor shaft is done by reversible fixing means, which can be removed during the life of the pump and re-arranged after maintenance operations.

Estas realizaciones pueden ser útiles cuando la bomba es fácilmente accesible, o el coste de reorganizar la distancia entre el rotor y la carcasa merece la pena, debido al coste global de sustitución de toda la bomba. These implementations can be useful when the pump is easily accessible, or the cost of rearranging the distance between the rotor and the casing is worth the overall cost of replacing the entire pump.

La figura 2 muestra una forma particular de realizar las etapas de reducir e incrementar la distancia entre la carcasa y el eje del rotor. Figure 2 shows a particular way of carrying out the steps of reducing and increasing the distance between the casing and the rotor shaft.

Esta figura 2 muestra una carcasa 2 con una abertura 22, de forma que las etapas de reducción e incremento de la distancia entre la carcasa y el eje del rotor pueden controlarse visualmente mediante esta abertura 22, ya sea por un operador o por cualquier dispositivo de visión artificial, o incluso usando medios de detección a través de la abertura. Esta abertura debe cerrarse después, de forma que la carcasa final 2 sea hermética a los gases. This figure 2 shows a housing 2 with an opening 22, so that the steps of reducing and increasing the distance between the housing and the rotor shaft can be controlled visually through this opening 22, either by an operator or by any artificial vision device, or even by using detection means through the opening. This opening must then be closed, so that the final housing 2 is gas-tight.

La figura 3 muestra la influencia de esta distancia entre la carcasa y el rotor (denominada en este gráfico "g") en la operación de una bomba de vacío. Se han usado cinco valores diferentes para esta distancia g y, como se ha analizado antes, cuanto menor es esta separación en la bomba, menor es la presión absoluta en la salida de esta bomba de vacío y más rápida es la generación de vacío. Figure 3 shows the influence of this distance between the casing and the rotor (referred to in this graph as "g") on the operation of a vacuum pump. Five different values for this distance g have been used and, as discussed above, the smaller this clearance is in the pump, the lower the absolute pressure at the outlet of this vacuum pump and the faster the vacuum generation.

En esta realización particular, solo como referencia, el rotor es circular, con un diámetro de 38 mm, la carcasa también es circular, con un diámetro de 48 mm. La distancia óptima d_opt, teniendo en cuenta otras consideraciones, tales como la potencia y la eficiencia requeridas, debería establecerse preferiblemente entre 0,05 y 0,25 mm. In this particular embodiment, for reference only, the rotor is circular, with a diameter of 38 mm, the housing is also circular, with a diameter of 48 mm. The optimum distance d_opt, taking into account other considerations, such as the required power and efficiency, should preferably be set between 0.05 and 0.25 mm.

La distancia óptima d_opt entre el rotor y la carcasa se establece, además de las mediciones de los dispositivos de detección, de los requisitos específicos del producto (nivel de vacío máximo, eficiencia requerida) y las características físicas de la bomba de vacío (posición de los puertos de entrada y salida u otras características de diseño). The optimum distance d_opt between the rotor and the casing is established, in addition to the measurements of the sensing devices, by the specific requirements of the product (maximum vacuum level, required efficiency) and the physical characteristics of the vacuum pump (position of the inlet and outlet ports or other design features).

En este texto, el término "comprende" y sus derivaciones (tales como "que comprende", etc.) no deberían entenderse en un sentido exclusivo, es decir, estos términos no deberían interpretarse como excluyentes de la posibilidad de que lo que se describe y define pueda incluir elementos adicionales, etapas, etc. In this text, the term "comprises" and its derivations (such as "comprising", etc.) should not be understood in an exclusive sense, that is, these terms should not be interpreted as excluding the possibility that what is described and defined may include additional elements, stages, etc.

La invención, como se entenderá, no se limita a las realizaciones específicas descritas en el presente documento, sino que también abarca cualquier variación que se pueda considerar por cualquier experto en la materia (por ejemplo, con respecto a la elección de materiales, dimensiones, componentes, configuración, etc), dentro del alcance general de la invención como se define en las reivindicaciones. The invention, as will be understood, is not limited to the specific embodiments described herein, but also encompasses any variations that may be considered by any person skilled in the art (for example, with respect to the choice of materials, dimensions, components, configuration, etc.), within the general scope of the invention as defined in the claims.

Claims

1. Method of manufacturing and assembling a pump (1), characterized in that the method comprises the steps of providing a housing (2);

providing a rotor (3) or a rotor mock-up and a rotor shaft (31), the rotor (3) or the rotor mock-up being inserted into the housing (2) and being arranged to rotate about the rotor shaft (31);

determine an optimal distance (d_opt) between the housing (2) and the rotor (3);

moving the housing (2) or the rotor (3) or the rotor mock-up relative to each other in a tangent direction (d), so that the distance between the rotor (3) or the rotor mock-up and the housing (2) is substantially equal to the optimum distance (d_opt), wherein the tangency direction (d) is the direction joining the points of the rotor (3) or rotor mock-up and the housing (2) that are closest to each other when the rotor (3) or rotor mock-up is located in its operating position; and

fix the relative position between the housing (2) and the rotor (3) or the rotor model.

2. Method according to claim 1, wherein the step of moving the housing (2) or the rotor (3) or the rotor mock-up relative to each other comprises:

moving the casing (2) or the rotor (3) or the rotor mock-up relative to each other in the tangent direction (d), reducing the distance between the casing (2) and the rotor axis (31), until the casing (2) and the rotor (3) or the rotor mock-up make contact; and

moving the housing (2) or the rotor (3) or the rotor model relative to each other in the tangency direction (d), increasing the distance between the housing (2) and the rotor axis (31), so that the distance between the rotor (3) or the rotor model and the housing (2) is substantially equal to the optimum distance (d_opt).

3. Method according to claim 1, wherein the step of moving the housing (2) or the rotor (3) or the rotor mock-up relative to each other comprises:

locating an intermediate element between the casing (2) and the rotor (3) or the rotor model, the width of the intermediate element being substantially equal to the optimum distance (d_opt);

moving the housing (2) or the rotor (3) or the rotor mock-up relative to each other in the tangent direction (d), reducing the distance between the housing (2) and the rotor (3) or the rotor mock-up, until the housing (2) and the rotor (3) or the rotor mock-up make contact with the intermediate element; and

remove the intermediate element.

4. Method according to any of claims 1 or 2, further comprising the step of providing detection means that are suitable for measuring the relative position between the rotor (3) or the rotor mock-up and the housing (2).

5. Method according to any of the preceding claims, wherein the step of moving the housing (2) or the rotor (3) or the rotor mock-up relative to each other is carried out by displacing the housing (2) relative to the rotor axis (31).

6. Method according to any of the preceding claims, wherein the housing (2) comprises handling means (4), such as a tab, a flange or a handle.

7. Method according to any of the preceding claims, wherein the step of moving the housing (2) or the rotor (3) or the rotor mock-up relative to each other is carried out with the housing (2) open.

8. Method according to any of the preceding claims, wherein the step of providing a housing comprises providing a housing (2) with an opening (22), and the method further comprises the step of closing the opening (22) after moving the housing (2) or the rotor (3) or the rotor mock-up relative to each other.

9. Method according to any of the preceding claims, wherein the step of moving the housing (2) or the rotor (3) or the rotor mock-up relative to each other is carried out with the aid of some guiding means, such as pins and slots.

10. Method according to any of the preceding claims, wherein the step of fixing the relative position between the housing (2) and the rotor (3) or the rotor mock-up is by means of fixing means such as screws, clamps, rivets, an adhesive bond, crimping or welding.

11. Method according to any of the preceding claims, wherein the step of fixing the relative position between the casing (2) and the rotor (3) or the rotor mock-up is done by means of reversible fixing means, which can be removed during the life of the pump and re-arranged after maintenance operations.

12. Method according to any of the preceding claims, further comprising the step of causing the rotor (3) or the rotor mock-up to rotate relative to the rotor shaft (31) while the step of moving the housing (2) or the rotor (3) or the rotor mock-up relative to each other is being executed.

13. Vacuum pump (1) manufactured and assembled by a method according to any of the preceding claims, characterized in that the vacuum pump (1) comprises:

a housing (2);

a rotor (3) housed at least partially in the housing (2);

a rotor shaft (31), the rotor being arranged to rotate relative to the rotor shaft (31); and

means for fixing the distance between the housing (2) and the rotor (3) or the rotor mock-up.

14. Vacuum pump (1) according to claim 13, further comprising handling means (4), such as a tab, a flange or a handle.

15. Vacuum pump (1) according to claim 13, wherein the means for fixing the distance between the casing (2) and the rotor (3) or the rotor mock-up are fixing means, such as screws, clamps, rivets or adhesive gaskets or removable fixing means, which are removed during the assembly process or during the life of the pump and are rearranged after maintenance operations.