ES3035964T3 - Impeller for a pump and a pump comprising such an impeller - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un impulsor (12) para una bomba (1). Dicho impulsor (12) comprende un cubo (27), un disco de cubierta superior (28) conectado al cubo (27), un disco de cubierta inferior (29) y al menos un álabe (30) que se extiende entre los discos de cubierta superior (28) y inferior (29) y los conecta. El impulsor (12) comprende un sello inferior (31) ubicado en un asiento inferior circunferencial (32) del disco de cubierta inferior (29). El impulsor se caracteriza por tener un asiento inferior (32) con una superficie envolvente cuyo diámetro interior es mayor que el diámetro de la superficie envolvente del asiento inferior (32), y por un anillo de retención (34) que se ajusta a presión con la superficie envolvente del asiento inferior (32), configurado para retener el sello inferior (31) en el asiento inferior (32). La invención se refiere también a una bomba que comprende un impulsor de este tipo (12). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Impulsor para una bomba y una bomba que comprende tal impulsor

Campo de la Invención

La presente invención se refiere, en general, al campo de las bombas configuradas para bombear líquidos que contienen materia sólida/abrasiva. Además, la presente invención se refiere específicamente al campo de las bombas tales como las para aguas residuales/desechables, bombas de achique y bombas de drenaje especialmente configuradas para bombear líquidos que contienen materia sólida, tal como arena y material de piedra. El líquido bombeado es, por ejemplo, agua desechable, agua de perforación en aplicaciones de minería/túneles, agua superficial en obras de construcción, etc., es decir, aplicaciones de transporte y achique. La presente invención se refiere específicamente a un impulsor adecuado para tales bombas y aplicaciones, y se refiere también a una bomba que comprende dicho impulsor. La bomba de la invención puede instalarse en húmedo y/o en seco, y puede ser del tipo sumergible en ambas instalaciones.

La presente invención se refiere a un impulsor que comprende un cubo, un disco de cubierta superior conectado al cubo, un disco de cubierta inferior y al menos un álabe que se extiende entre el disco de cubierta superior y el disco de cubierta inferior y que conecta con ellos, en donde el impulsor comprende un elemento de cierre hermético inferior que está ubicado en un asiento inferior circunferencial del disco de cubierta inferior.

Antecedentes de la Invención

En minas, túneles, canteras, obras de construcción y aplicaciones similares, casi siempre es necesario eliminar el agua no deseada con el fin de garantizar un entorno suficientemente seco en el lugar de trabajo. En aplicaciones de minería, construcción de túneles y canteras, se utiliza una gran cantidad de agua de perforación durante la preparación de la carga antes de la voladura, y el agua se utiliza también para evitar la dispersión de polvo después de la voladura, y si no se retira el agua de producción, al menos la ubicación de la voladura y las partes bajas de la mina se inundarán. Las aguas superficiales y subterráneas también contribuirán a la acumulación de agua no deseada que ha de eliminarse. Es habitual utilizar bombas de drenaje/achique para extraer el agua de la mina hacia una pileta de sedimentación ubicada sobre el suelo, y el agua es elevada gradualmente desde las partes bajas de la mina a diferentes piletas/pozos ubicados a diferentes profundidades de la mina. Cada escalón o elevación puede tener, por ejemplo, una longitud de entre 25 y 50 metros en dirección vertical, y la longitud del conducto de salida, es decir, la distancia de transporte, en cada escalón o elevación puede ser, por ejemplo, de entre 100 y 300 metros. En aplicaciones mineras, una cantidad considerable de arena y piedra se encuentra suspendida en el agua, en algunas aplicaciones tanta como un 10 %. También, las estaciones de bombeo de aguas residuales/desechables manejan líquidos que contienen materiales abrasivos, especialmente las estaciones de bombeo que también manejan aguas superficiales. Por lo tanto, existen diversas aplicaciones en las que el medio bombeado es muy abrasivo e incluye arena, piedras, etc., y aplicaciones en donde se requiere un alto nivel de presión.

Entre el difusor estacionario y el impulsor giratorio existen espacios donde se genera un reflujo de líquido desde el lado de aguas abajo hacia el lado de aguas arriba debido a las diferencias de presión, es decir, hablando en general, una mayor presión en el lado de aguas abajo del impulsor que en el lado de aguas arriba provoca un reflujo en dirección aguas arriba. Al igual que el medio bombeado/líquido descargado de la bomba, también el reflujo de líquido transporta material sólido/materia abrasiva/partículas que están suspendidas en el medio, y las partículas abrasivas actuarán como abrasivos sobre las superficies del espacio vacío, y un mayor reflujo, mayor desgaste del espacio y, por lo tanto, mayor reflujo y menor capacidad/eficiencia de la bomba. Por lo tanto, el reflujo crea pérdidas, y el menor espacio, menor reflujo y, por lo tanto, menor desgaste y menores pérdidas a lo largo del tiempo.

Sin embargo, una bomba y especialmente una bomba de múltiples etapas que tiene una pluralidad de etapas de presión presenta largas cadenas de tolerancias en su construcción. Según la técnica anterior, la ubicación del lado del impulsor en el espacio vacío, es decir, la ubicación de los impulsores está definida por la posición del árbol de transmisión, que está montado a rotación en el alojamiento de la unidad de accionamiento, y la ubicación del lado estacionario del espacio vacío, es decir, la ubicación de los difusores, está definida por el alojamiento de la unidad hidráulica que está conectada al alojamiento de la unidad de accionamiento. Por lo tanto, existen muchos componentes entre el lado del impulsor del espacio vacío y el lado estacionario del espacio vacío, es decir, una larga cadena de tolerancias, y con el fin de ser capaz de tener un espacio vacío pequeño, el intervalo de tolerancia de cada dimensión/superficie de cada componente debe ser reducido/estrechado, lo que da como resultado un aumento acelerado del coste de fabricación/mecanizado al tener una larga cadena de tolerancias.

Una forma conocida de intentar proporcionar pequeños espacios es tener un revestimiento de material elástico en las partes estacionarias, lo que permite cierto contacto entre la parte giratoria y la parte estacionaria sin provocar desgaste ni riesgo de daños a los componentes. Sin embargo, cuando/si se pierde el revestimiento, la capacidad y la eficiencia de la bomba de múltiples etapas se reducen drásticamente. El revestimiento no es tan resistente al desgaste como el metal, y la materia abrasiva inevitablemente desgastará el revestimiento.

Generalmente, el administrador de la obra, es decir, el proceso en la zona de la obra, requiere un nivel de líquido bajo y constante, por lo que la bomba de drenaje funciona constantemente, incluso aunque haya poca agua/líquido disponible en la cavidad/piletas. El agua puede provenir de fugas de agua subterránea, agua de lluvia y, especialmente, agua de proceso procedente de la perforación, la reducción de polvo, etc. Si no se elimina el agua, la producción se verá afectada negativamente, lo cual es inaceptable. Por lo tanto, el agua es bombeada o transportada mediante bombas de achique o drenaje. Para mayor seguridad, en muchas aplicaciones, las bombas de drenaje funcionan constantemente, independientemente de si se bombea o no agua. Si las piezas estacionarias y el impulsor giratorio entran en contacto entre sí en el espacio libre cuando no se bombea fluido o no hay fluido en él, los componentes son más susceptibles de sufrir daños/desgaste. Debido a las largas cadenas de tolerancia y al riesgo de daños, los espacios libres de las bombas de la técnica anterior son más amplios de lo óptimo considerado desde el punto de vista del reflujo.

Por lo tanto, existe una necesidad de poder obtener espacios más pequeños y/o más resistentes al desgaste entre las partes estacionarias y los impulsores giratorios de una bomba sin estar obligados a realizar un mecanizado/fabricación costosa de los componentes de los componentes de la bomba de múltiples etapas sumergible, y sin estar obligados a endurecer partes expuestas del impulsor.

Cuando existen espacios vacíos más estrechos entre el impulsor giratorio y el difusor estacionario, una solución consiste en utilizar una disposición de cierre hermético frontal que comprende un anillo de desgaste o un elemento de cierre hermético conectado al impulsor, en donde el elemento de cierre hermético es fabricado a partir de un material más duro que el impulsor. Según la técnica anterior, el elemento de cierre hermético se pega al asiento del impulsor con el fin de asegurar que el elemento de cierre hermético no se desprenda del impulsor. Sin embargo, desde el punto de vista de la fabricación/medio ambiente y desde el punto de vista de la salud de los trabajadores, es necesario encontrar una solución que no incluya pegamento. Un impulsor conocido que tiene un elemento de cierre hermético inferior se muestra, por ejemplo, en el documento CN 203717362 U.

Objeto de la Invención

La presente invención tiene como objetivo eliminar las desventajas y deficiencias antes mencionadas de los impulsores y bombas conocidos anteriormente, y proporcionar un impulsor y una bomba mejorados. Un objetivo principal de la presente invención es proporcionar un impulsor y una bomba mejorados del tipo inicialmente definido, que comprende una construcción que permite tener pequeños espacios entre las partes estacionarias y los impulsores giratorios de la bomba, teniendo un impulsor que es menos susceptible al desgaste y, por lo tanto, a un menor reflujo y eficiencia retenida.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un impulsor y una bomba mejorados, en los que el elemento de cierre hermético se fija al impulsor sin utilizar pegamento. También es un objetivo de la presente invención proporcionar un impulsor y una bomba mejorados que sean más resistentes al desgaste debido a la reducción del reflujo en tales espacios, y por ello pueda ser aplicado un intervalo de servicio más largo. También es un objetivo de la presente invención proporcionar un impulsor y una bomba mejorados que presenten una menor pérdida de capacidad/eficiencia con el tiempo, lo que permite un intervalo de mantenimiento más prolongado. También es un objetivo de la presente invención proporcionar un impulsor y una bomba mejorados que impliquen el paso de menos partículas abrasivas y de menor tamaño a través de los espacios, lo que reduce el desgaste por el reflujo del medio bombeado y, por consiguiente, pueda ser aplicado un intervalo de servicio más prolongado.

Compendio de la Invención

Según la invención, al menos el objetivo principal es alcanzado mediante el impulsor y la bomba inicialmente definidos, que presentan las características definidas en las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas de la presente invención se definen con más detalle en las reivindicaciones dependientes.

Según la presente invención, el asiento inferior tiene una superficie envolvente, en donde el diámetro interior del elemento de cierre hermético inferior es mayor que el diámetro de la superficie envolvente del asiento inferior, y el impulsor comprende un anillo de retención que se ajusta a presión con la superficie envolvente del asiento inferior, en donde el anillo de retención está configurado para retener el elemento de cierre hermético inferior en el asiento inferior.

Por lo tanto, la presente invención se basa en la idea de que, al utilizar un elemento de cierre hermético inferior, que es menos sensible al desgaste, es de importancia fundamental que el miembro de cierre hermético inferior esté fijado al impulsor. Si el elemento de cierre hermético inferior se afloja o se rompe y se libera del impulsor, toda la bomba corre el riesgo de resultar dañada.

Dado que el elemento de cierre hermético inferior es más duro y frágil que el impulsor, los inventores han estipulado que su diámetro interior debe ser mayor que el diámetro de la superficie envolvente del asiento inferior. Si se intenta tener una aplicación de ajuste a presión entre el asiento inferior y el elemento de cierre hermético inferior, este último se agrietará o se romperá durante el montaje o al someterse a una fuerza externa ya menor. Por lo tanto, el elemento de cierre hermético inferior, duro y frágil, está diseñado para soportar el desgaste, pero presenta menor resistencia a las fuerzas de tracción. Fabricar todo el impulsor del mismo material que el elemento de cierre hermético inferior no es una solución, ya que tal impulsor es demasiado costoso y, además, más propenso a romperse. Por lo tanto, un objetivo general en todos los procesos de fabricación/montaje es no usar pegamento/adhesivo. El pegamento o adhesivo es complicado de manipular, requiere tiempo de curado y requiere medidas de seguridad en el entorno de trabajo, lo que implica un montaje más largo y costoso. De esta manera, los inventores han resuelto la necesidad de fijar de modo seguro el elemento de cierre hermético inferior en el asiento inferior del impulsor, sin ejercer sobre el elemento de cierre hermético inferior el riesgo de agrietarse/romperse y sin usar pegamento, mediante la utilización de un anillo de retención que se aplica en ajuste a presión con el asiento inferior, en donde el anillo de retención está hecho de un material resistente al agrietamiento/rotura cuando es expuesto a una fuerza de tracción. De esta manera, se puede utilizar un elemento de cierre hermético inferior más duro y resistente al desgaste, lo que da como resultado una posibilidad de tener un espacio pequeño y un menor desgaste, y por ello menos reflujo e intervalos de servicio mayores.

Según diversas realizaciones de la presente invención, un elemento elástico se coloca entre y, separa, el elemento de cierre hermético inferior y el asiento inferior en la dirección radial. De esta manera, el elemento de cierre hermético inferior se fija concéntricamente con el asiento inferior sin riesgo de ejercer una fuerza de tracción excesiva sobre el elemento de cierre hermético inferior, a la vez que el elemento elástico ayudará a la rotación de modo seguro al mismo tiempo entre el elemento de cierre hermético inferior y el impulsor.

Según diversas realizaciones de la presente invención, el diámetro exterior del anillo de retención es menor que el diámetro exterior del elemento de cierre hermético inferior. Por lo tanto, el anillo de retención evita el riesgo de aplicarse con el elemento de cierre hermético de la parte estacionaria de la bomba durante el funcionamiento.

Según diversas realizaciones de la presente invención, el impulsor comprende un elemento de cierre hermético superior conectado al menos a uno del cubo y del disco de cubierta superior del impulsor. Al utilizar un elemento de cierre hermético superior en la interfaz superior entre el impulsor y la parte estacionaria de la bomba, se puede suprimir cualquier reflujo en esta interfaz, al igual que en la interfaz inferior entre el impulsor y la parte estacionaria de la bomba, especialmente en una bomba de múltiples etapas.

Otras ventajas y características de la invención se desprenderán de las demás reivindicaciones dependientes, así como de la siguiente descripción detallada de realizaciones preferidas.

Breve descripción de los dibujos

Una comprensión más completa de las características y ventajas mencionadas anteriormente y otras características y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de realizaciones preferidas, junto con los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 esa una vista lateral esquemática en sección transversal de una bomba inventiva que comprende un impulsor de la invención.

La Figura 2 es una vista lateral esquemática en sección transversal de la unidad hidráulica y parte de la unidad de accionamiento de una bomba sumergible de múltiples etapas que comprende una pluralidad de impulsores de la invención.

La Figura 3 es una vista esquemática en perspectiva desde arriba de un impulsor de la invención.

La Figura 4 es una vista esquemática en perspectiva desde debajo del impulsor de la Figura 3, y

La Figura 5 es una vista lateral esquemática en sección transversal del impulsor según las Figuras 3 y 4, junto con la parte estacionaria de la bomba de múltiples etapas.

Descripción detallada de realizaciones preferidas de la invención

La presente invención se refiere específicamente al campo de las bombas sumergibles, especialmente configuradas para bombear líquidos que contienen materia abrasiva/sólida, tal como agua con arena y material de piedra. Las bombas sumergibles son, en particular, bombas para aguas residuales y bombas de drenaje/achique. La presente invención se refiere específicamente a un impulsor adecuado para tales bombas y tales aplicaciones, y a una bomba que comprende un impulsor de este tipo.

Inicialmente, se hace referencia a la Figura 1, que describe una ilustración esquemática de la vista lateral en sección transversal de una bomba, designada en general como 1. Los elementos estructurales generales de la bomba 1 se describirán con referencia a la Figura 1. La bomba 1 consta de dos partes principales, es decir, una unidad de accionamiento, designada en general como 2, y una unidad hidráulica, designada en general como 3.

La unidad hidráulica 3 de la bomba 1 comprende una entrada 4, una salida 5 y una voluta 6 ubicada entre la entrada 4 y la salida 5, es decir, la voluta 6 está ubicada aguas abajo de la entrada 4 y aguas arriba de la salida 5. La voluta 6 está parcialmente delimitada por un asiento del impulsor, designado en general como 7, que encierra al menos parcialmente la entrada 4 y por un alojamiento 8. El asiento 7 del impulsor es estacionario y está conectado al alojamiento 8. La bomba 1 también comprende una estructura 9 de pared intermedia que separa la unidad hidráulica 3 de la unidad 2 de accionamiento de la bomba 1, de una manera estanca a los líquidos. La estructura 9 de pared intermedia también puede incluir una cámara de 10 estanca a los líquidos o un dispositivo de cierre hermético similar entre la voluta 6 de la unidad hidráulica 3 y el compartimento 11 de motor de la unidad 2 de accionamiento. Dicha voluta 6 también es conocida como cámara de la bomba y dicho asiento 7 del impulsor también es conocido como cubierta de succión, placa de desgaste, inserto/placa de entrada, difusor. En la Figura 1, la entrada 4 es una entrada axial y la salida 5 es una salida radial.

En algunas aplicaciones, la salida 5 de la unidad hidráulica 3 también constituye la salida de la bomba 1 (como se ha descrito en la Figura 1) y, en otras aplicaciones, la salida 5 de la unidad hidráulica 3 se conecta a una salida independiente de la bomba 1, por ejemplo, a través de una camisa de enfriamiento. La salida de la bomba 1 está configurada para ser conectada a un conducto de salida (no mostrado). La bomba 1 comprende un impulsor, en general designado como 12, en donde el impulsor 12 está ubicado en la voluta 6, es decir, la unidad hidráulica 3 de la bomba 1 comprende un impulsor 12. El impulsor 12 es un impulsor de canal, con los llamados canales cerrados.

La unidad hidráulica 3 de la bomba puede incluir un filtro de entrada con perforaciones u orificios, en donde el filtro de entrada está configurado para evitar que objetos de mayor tamaño alcancen la entrada 4 y la voluta 6. De lo contrario, dichos objetos podrían atascar u obstruir el impulsor 12.

La unidad 2 de accionamiento de la bomba 1 comprende un motor eléctrico, en general designado como 13, dispuesto en un alojamiento 14 de bomba estanca a líquidos, y un árbol 15 de transmisión que se extiende desde el motor eléctrico 13 a través de la estructura 9 de pared intermedia y hasta la voluta 6. El motor eléctrico 13 comprende un estator 16 y un rotor 17, en donde el árbol 15 de transmisión está conectado al rotor 17 del motor eléctrico 13 de forma convencional. El impulsor 12 está conectado al árbol 15 de transmisión y es accionado en rotación por él durante el funcionamiento de la bomba 1, en donde el líquido es succionado hacia dicha entrada 4 y bombeado hacia dicha salida 5 mediante el impulsor giratorio 12 cuando la bomba 1 está activa. El alojamiento 14 de la bomba, el alojamiento 8, el asiento 7 del impulsor, el impulsor 12 y otros componentes esenciales están fabricados preferiblemente de metal, tal como aluminio y acero. El motor eléctrico 13 es energizado mediante un cable 18 de alimentación eléctrica que se extiende desde una fuente de alimentación, y la bomba 1 incluye un conducto pasante 19 estanco a los líquidos que recibe el cable 18 de alimentación eléctrica.

Según diversas realizaciones, la bomba 1, o más precisamente el motor eléctrico 13, está conectado operativamente a una unidad 20 de control, tal como un Accionamiento Inteligente que incluye un Accionamiento de Frecuencia Variable (VFD). Por lo tanto, dicha bomba 1 está configurada para funcionar a una velocidad de operación variable [rpm], por medio de la unidad 20 de control. Según diversas realizaciones, la unidad de control está ubicada dentro del alojamiento estanco 14 de la bomba, por ejemplo, en una cámara de componentes electrónicos de una unidad superior 21; es decir, se prefiere que la unidad 20 de control esté integrada en la bomba 1. La unidad superior 21, es decir, la cámara de electrónica/conexión, está separada del compartimento 11 del motor de forma estanca a los líquidos. La unidad 20 de control está configurada para controlar la velocidad de funcionamiento de la bomba 1. Según realizaciones alternativas, la unidad de control es una unidad de control externa, o la unidad de control se divide en una subunidad externa y una subunidad interna. La velocidad de funcionamiento de la bomba 1 es, más precisamente, las rpm del motor eléctrico 13 y del impulsor 12, y se corresponde o se relaciona con la frecuencia de salida de la unidad de control. La unidad de control 20 está configurada y es capaz de operar la bomba 1 y el impulsor 12 en sentido normal de rotación (hacia adelante) con el fin de bombear líquido, y en sentido opuesto de rotación, es decir hacia atrás con el fin de limpiar o desbloquear la voluta 6 y el impulsor 12.

Los componentes de la bomba 1 se enfrían normalmente por medio del líquido/agua que rodea la bomba 1, es decir, cuando la bomba 1 está en una configuración/aplicación sumergida. En aplicaciones/configuraciones de instalación en seco, la bomba 1 incluye sistemas de enfriamiento específicos. Ambas configuraciones pueden incluir una bomba sumergible 1, es decir, la bomba 1 está diseñada y configurada para poder funcionar en una configuración/posición sumergida, es decir, estar completamente bajo la superficie del líquido durante su funcionamiento. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la bomba sumergible 1 no debe estar completamente bajo la superficie del líquido durante su funcionamiento, sino que puede estar, de forma continua u ocasional, total o parcialmente por encima de la superficie del líquido.

A continuación, se hace referencia a la Figura 2, que describe una unidad hidráulica 3 de una bomba 1 de múltiples etapas y porciones de la unidad 2 de accionamiento, en donde los elementos/componentes de la realización/bomba de la Figura 2, correspondientes a elementos/componentes de la realización/bomba de la Figura 1, tienen los mismos números de referencia. Una diferencia radica en que, según la Figura 2, la unidad 2 de accionamiento está localizada separada de la unidad hidráulica 3 por un volumen 22 de entrada, donde el árbol 15 de transmisión se extiende desde el rotor 17 de la unidad 2 de accionamiento, a través del volumen 22 de entrada, hasta la unidad hidráulica 3. El volumen 22 de entrada está delimitado por un filtro 23 de entrada. Según la realización de la Figura 2, la unidad 2 de accionamiento está ubicada en el lado aguas arriba de la entrada 4 de la unidad hidráulica 3. El filtro 23 de entrada presenta perforaciones u orificios, en donde el filtro 23 de entrada está configurado para evitar que objetos de mayor tamaño alcancen la entrada 4 de la etapa de presión de entrada.

Una bomba de múltiples etapas comprende varias etapas de presión conectadas en serie entre sí, en donde la realización descrita comprende tres etapas de presión. La unidad hidráulica 3 también incluye un elemento superior 24 que comprende la salida 5 de la unidad hidráulica 3 y de la bomba 1. Cada etapa de presión incluye un impulsor 12 conectado al árbol 15 de accionamiento, en donde el impulsor 12 es accionado en rotación durante el funcionamiento de la bomba 1. Cada etapa de presión también incluye un alojamiento circunferencial 25 y un difusor interno circunferencial 26, en donde el alojamiento 25, el difusor 26 y el impulsor 12 definen una trayectoria de flujo desde la entrada hasta la salida de la etapa de presión. El difusor 26 está conectado al alojamiento 25, en donde el difusor 26 y el alojamiento 25 están estacionarios. La salida de una etapa de presión está conectada a la entrada de la siguiente etapa de presión, vista en la dirección aguas abajo. Según la realización descrita, todas las entradas de las etapas de presión están configuradas como entradas axiales y todas las salidas de las etapas de presión están configuradas como salidas axiales. La salida 5 de la bomba 1 está configurada como una salida axial en la realización descrita, pero debe tenerse en cuenta que la salida 5 puede configurarse como una salida radial.

La presente invención se basa en un impulsor 12 nuevo y mejorado, que está configurado para su ser utilizado en bombas 1 que bombean medios abrasivos, por ejemplo, agua o aguas residuales/de alcantarillado que contienen arena y piedras.

Entre el difusor estacionario 26 y el impulsor giratorio 12 existen espacios en los que se generará un reflujo de líquido desde el lado de aguas abajo hacia el lado de aguas arriba debido a las diferencias de presión, es decir, generalmente, una mayor presión en el lado de aguas abajo del impulsor 12 que en el lado de aguas arriba del impulsor 12 provoca un reflujo en la dirección de aguas arriba. Además, al igual que el medio/líquido bombeado, descargado desde la bomba 1, el reflujo también transporta sólidos/materia abrasiva/partículas que están suspendidas en el medio, y las partículas abrasivas actuarán como amoladoras sobre las superficies del espacio libre, y cuanto mayor sea el reflujo, mayor será el desgaste del espacio y, por lo tanto, mayor será el reflujo y menor la capacidad/eficiencia de la bomba. Los impulsores 12 se desgastan con bastante rapidez en estas instalaciones debido a la materia sólida/abrasiva presente en el líquido bombeado y, por lo general, deben reemplazarse cada 7 semanas en condiciones severas debido a la disminución acelerada de la eficiencia de la bomba 1 con el desgaste del impulsor 12.

A continuación, se hace referencia a las Figuras 3-5, que muestran un impulsor 12 de la invención, que es un impulsor de canal cerrado. El impulsor 12 comprende un cubo 27, un disco/placa 28 de cubierta superior conectado al cubo central 27, un disco/placa 29 de cubierta inferior y al menos un álabe 30 que se extiende entre y que conecta el disco 28 de cubierta superior y el disco 29 de cubierta inferior. El impulsor 12 comprende preferiblemente una pluralidad de álabes/palas 30 que están ubicadas equidistantes alrededor del cubo 27. Los álabes/palas 30 se extienden preferiblemente en espiral desde un borde delantero interno hasta un borde posterior externo, es decir, en la dirección desde el cubo 27 hacia la periferia del impulsor 12, en una dirección opuesta a la dirección de rotación del impulsor 12 durante el funcionamiento normal (bombeo de líquido) de la bomba 1.

Cada álabe 30 comprende un borde delantero adyacente al cubo 27 y un borde posterior en la periferia del impulsor 12, en donde dos álabes 30 adyacentes juntos definen un canal que se extiende desde los bordes delanteros hasta los bordes posteriores. El borde delantero está ubicado junto a la entrada 4. Durante el funcionamiento, los bordes delanteros retienen el líquido, los canales aceleran el líquido y el líquido deja el impulsor 12 por los bordes posteriores. Posteriormente, los difusores 26 y el alojamiento 25 (o voluta 6) guían el líquido hacia la salida. De este modo, el impulsor 12 succiona el líquido y lo presiona fuera del impulsor 12. Dichos canales también están delimitados por la placa 28 de cubierta superior y la placa 29 de cubierta inferior del impulsor 12. El diámetro del impulsor 12 y la forma y configuración de los canales/álabes determinan la presión generada en el líquido y el flujo bombeado.

Según la invención, el impulsor 12 comprende un elemento 31 de cierre hermético inferior que está ubicado en un asiento circunferencial inferior 32 del disco 29 de cubierta inferior, en donde el asiento inferior 32 tiene una superficie envolvente. El elemento 31 de cierre hermético inferior del impulsor 12 está configurado para rotar conjuntamente con el impulsor 12.

El elemento 31 de cierre hermético inferior del impulsor 12 está configurado para cooperar con un elemento 33 de cierre hermético inferior del difusor 26, en donde el elemento 33 de cierre hermético inferior es estacionario. Por lo tanto, el elemento 31 de cierre hermético inferior del impulsor 12 y el elemento 33 de cierre hermético inferior del difusor 26 constituyen conjuntamente un cierre hermético de cara inferior que tiene un espacio que se extiende axialmente entre un diámetro exterior del elemento 31 de cierre hermético inferior del impulsor 12 y el diámetro interior del elemento 33 de cierre hermético inferior del difusor 26. El elemento 33 de cierre hermético inferior del difusor 26 se ajusta preferiblemente a presión con el difusor 26 con el fin de evitar el uso de pegamento o adhesivo. El elemento 33 de cierre hermético/anillo inferior del difusor 26 está sujeto a fuerza de compresión/tensión. En lo sucesivo, la placa 7 de desgaste se considerará equivalente completo al difusor 26, es decir, el elemento 31 de cierre hermético inferior del impulsor 12 también puede cooperar con el elemento 33 de cierre hermético inferior de la placa 7 de desgaste de la misma manera.

El elemento 31 de cierre hermético inferior del impulsor 12 y el elemento 33 de cierre hermético inferior del difusor 26 están fabricados con un material menos afectado por el desgaste que el impulsor 12 y el difusor 26. El elemento 31 de cierre hermético inferior del impulsor 12 y el elemento 33 de cierre hermético inferior del difusor 26 preferiblemente están hechos de carburo cementado o similar.

El inventor ha identificado que el elemento 31 de cierre hermético inferior del impulsor 12 no debe estar expuesto a una fuerza de tracción elevada, debido al riesgo de rotura/estallido durante el montaje y durante el funcionamiento, y por lo tanto no debe ser aplicado a presión con el asiento inferior 32 del disco 29 de cubierta inferior. Por lo tanto, el diámetro interior del elemento 31 de cierre hermético inferior del impulsor 12 es mayor que el diámetro de la superficie envolvente del asiento inferior 32 del impulsor 12. Con el fin de asegurar que el elemento 31 de cierre hermético inferior gire conjuntamente con el impulsor 12, el impulsor 12 incluye un anillo 34 de retención en una conexión de ajuste a presión con la superficie envolvente del asiento inferior 32 del impulsor 12, en donde el anillo 34 de retención está configurado para retener/sujetar el elemento 31 de cierre hermético inferior en el asiento inferior 32 del disco 29 de cubierta inferior. El anillo 34 de retención está hecho de un material capaz de soportar mayores fuerzas de tracción que el elemento 31 de cierre hermético inferior. El anillo 34 de retención está hecho preferiblemente de acero inoxidable dúplex o similar. Según diversas realizaciones, hay una aplicación mecánica, es decir, pasador o similar, entre el anillo 34 de retención y el elemento 31 de cierre hermético inferior con el fin de asegurar la rotación al mismo tiempo del elemento 31 de cierre hermético inferior y el impulsor 12.

Según diversas realizaciones, el diámetro exterior del anillo 34 de retención es menor que el diámetro exterior del elemento 31 de cierre hermético inferior. Por lo tanto, es más fácil montar/insertar el impulsor 12 en el elemento 33 de cierre hermético inferior del difusor 26, gracias al menor diámetro exterior del anillo 34 de retención. Por lo tanto, la superficie envolvente del asiento inferior 32 del disco 29 de cubierta inferior puede tener diferentes diámetros para el elemento 31 de cierre hermético inferior y el anillo 34 de retención.

Según diversas realizaciones, un elemento elástico 35 está ubicado entre el elemento 31 de cierre hermético inferior y el asiento inferior 32, separándolos en la dirección radial. El elemento elástico 35 está constituido preferiblemente por una junta tórica de caucho. De este modo, el elemento 31 de cierre hermético inferior queda centrado con respecto al asiento inferior 32 y, por consiguiente, con respecto al árbol 15 de transmisión. Según diversas realizaciones, el anillo 34 de retención se apoya en el elemento elástico 35 y en el elemento 31 de cierre hermético inferior. De este modo, el anillo 34 de retención sujeta el elemento 31 de cierre hermético inferior en dirección axial con el fin de que el elemento 31 de cierre hermético inferior gire conjuntamente con el impulsor 12. El elemento elástico 35 también promueve la rotación al mismo tiempo del elemento 31 de cierre hermético inferior y del impulsor 12. Por lo tanto, el elemento elástico 35 funciona como un amortiguador, es decir, permite que el elemento 31 de cierre hermético inferior se desplace ligeramente en dirección radial si se expone a una fuerza externa en la dirección radial, es decir, debido al contacto entre el elemento 31 de cierre hermético inferior del impulsor 12 y el elemento 33 de cierre hermético inferior del difusor 26.

Según diversas realizaciones, el impulsor 12 también incluye un elemento 36 de cierre hermético superior conectado al menos a uno del cubo 27 y del disco 28 de cubierta superior del impulsor 12. El elemento 36 de cierre hermético superior está ubicado en un asiento superior circunferencial 37 que tiene una superficie envolvente. El elemento 36 de cierre hermético superior del impulsor 12 está configurado para girar conjuntamente con el impulsor 12.

El elemento 36 de cierre hermético superior del impulsor 12 está configurado para cooperar con un elemento 38 de cierre hermético superior del difusor 26, en donde el elemento 38 de cierre hermético superior es estacionario. De esta manera, el elemento 36 de cierre hermético superior del impulsor 12 y el elemento 38 de cierre hermético superior del difusor 26 constituyen conjuntamente un cierre hermético de cara superior que tiene un espacio que se extiende axialmente entre el diámetro exterior del elemento 36 de cierre hermético superior del impulsor 12 y el diámetro interior del elemento 38 de cierre hermético superior del difusor 26. El elemento 38 de cierre hermético superior del difusor 26 se aplica preferiblemente mediante ajuste a presión con el difusor 26, con el fin de evitar el uso de pegamento o adhesivo. El elemento/anillo 38 de cierre hermético superior del difusor 26 está sujeto a fuerza de compresión/tensión.

El elemento 36 de cierre hermético superior del impulsor 12 y el elemento 38 de cierre hermético superior del difusor 26 están hechos de un material que es menos susceptible al desgaste que el impulsor 12 y el difusor 26. Preferiblemente, el elemento 36 de cierre hermético superior del impulsor 12 y el elemento 38 de cierre hermético superior del difusor 26 están hechos de carburo cementado o similar.

El inventor ha identificado que el elemento 36 de cierre hermético superior del impulsor 12 no estará expuesto a una fuerza de tracción elevada, debido al riesgo de rotura/estallido, y por lo tanto no debe aplicarse mediante ajuste a presión con el asiento superior 37 del impulsor 12. Por lo tanto, el diámetro interior del elemento 36 de cierre hermético superior es mayor que el diámetro de la superficie envolvente del asiento superior 37.

Con el fin de promover la rotación al mismo tiempo del elemento 36 de cierre hermético superior con el impulsor 12 y con el fin de evitar el reflujo, el impulsor 12, según diversas realizaciones, comprende un elemento elástico 39 que está ubicado entre el elemento 36 de cierre hermético superior y el asiento superior 37, separándolos en dirección radial. El elemento elástico 39 entre el elemento 36 de cierre hermético superior y el asiento superior 37 está constituido preferiblemente por una junta tórica de goma. Para ello, el elemento elástico 39 funciona como un amortiguador, es decir, implica que el elemento 36 de cierre hermético superior puede desplazarse ligeramente en la dirección radial si se expone a una fuerza externa en la dirección radial, es decir, debido al contacto entre el elemento 36 de cierre hermético superior del impulsor 12 y el elemento 38 de cierre hermético superior del difusor 26.

Según diversas realizaciones, el diámetro exterior del elemento 31 de cierre hermético inferior del impulsor 12 es mayor que el diámetro exterior del elemento 36 de cierre hermético superior del impulsor 12. Por lo tanto, la anchura del espacio radial del cierre hermético de la cara superior es igual o menor que la anchura del espacio radial del cierre hermético de la cara inferior, por lo cual, en caso de deflexión del árbol 15 de transmisión, el cierre hermético de la cara superior contactará antes que el cierre hermético de la cara inferior, lo cual es preferible, ya que la velocidad superficial mutua es menor en el cierre hermético de la cara superior que en el cierre hermético de la cara inferior. Según diversas realizaciones, la anchura del espacio radial del cierre hermético de la cara superior es igual o mayor de 0,05 mm e igual o menor de 0,25 mm, preferiblemente de 0,15 mm, y la anchura del espacio radial del cierre hermético de la cara inferior es igual o mayor de 0,1 mm e igual o menor de 0,3 mm, preferiblemente de 0,2 mm.

Modificaciones factibles de la invención

La invención no se limita únicamente a las realizaciones descritas anteriormente y mostradas en los dibujos, que tienen principalmente un propósito ilustrativo y ejemplificador. Esta solicitud de patente está destinada a cubrir yodos los ajustes y variantes de las realizaciones preferidas descritas en la presente memoria, por lo tanto, la presente invención está definida por el texto de las reivindicaciones adjuntas y, por lo tanto, el equipo puede modificarse de diversas maneras dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Cabe señalar también que toda la información acerca de/relativa a términos tales como por encima, por debajo, superior, inferior, etc., se interpretará con el equipo orientado según las figuras, teniendo los dibujos orientados de forma que las referencias se puedan leer apropiadamente. Por lo tanto, tales términos únicamente indican relaciones mutuas en las realizaciones mostradas, cuyas relaciones pueden modificarse si el equipo de la invención se proporciona con otra estructura/diseño.

Cabe señalar también que, aunque no se indique explícitamente que las características procedentes de una realización específica puedan combinarse con características procedentes de otra realización, la combinación se considerará obvia, si la combinación es posible.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Impulsor (12) para una bomba (1), comprendiendo el impulsor (12) un cubo (27), un disco (28) de cubierta superior conectado al cubo (27), un disco (29) de cubierta inferior y al menos un álabe (30) que se extiende entre el disco (28) de cubierta superior y el disco (29) de cubierta inferior y los conecta, en donde el impulsor (12) comprende un elemento (31) de cierre hermético inferior que está ubicado en un asiento inferior circunferencial (32) del disco (29) de cubierta inferior,

caracterizado por que el asiento inferior (32) tiene una superficie envolvente, en donde el diámetro interior del elemento (31) de cierre hermético inferior es mayor que el diámetro de la superficie envolvente del asiento inferior (32), y por que el impulsor (12) comprende un anillo (34) de retención que se conecta mediante ajusta a presión con la superficie envolvente del asiento inferior (32) , en donde el anillo (34) de retención está configurado para retener el elemento (31) de cierre hermético inferior en el asiento inferior (32).

2. Impulsor (12) según la reivindicación 1, en donde un elemento elástico (35) está localizado entre el elemento (31) de cierre hermético inferior y el asiento inferior (32) y los separa en dirección radial.

3. Impulsor (12) según la reivindicación 2, en donde el elemento elástico (35) está constituido por una junta tórica de caucho.

4. Impulsor (12) según la reivindicación 2 o 3, caracterizado por que el anillo (34) de retención se apoya en el elemento elástico (35) y el elemento (31) de cierre hermético inferior.

5. Impulsor (12) según cualquier reivindicación anterior, en donde el diámetro exterior del anillo (35) de retención es menor que el diámetro exterior del elemento (31) de cierre hermético inferior.

6. Impulsor (12) según cualquier reivindicación anterior, en donde el impulsor (12) comprende un elemento (36) de cierre hermético superior conectado al menos a uno del cubo (27) y el disco (28) de cubierta superior del impulsor (12).

7. Impulsor (12) según la reivindicación 6, en donde el elemento (36) de cierre hermético superior está ubicado en un asiento superior circunferencial (37) que tiene una superficie envolvente, en donde el diámetro interior del elemento (36) de cierre hermético superior es mayor que el diámetro de la superficie envolvente del asiento superior (37).

8. Impulsor (12) según la reivindicación 7, en donde un elemento elástico (39) está ubicado entre el elemento (36) de cierre hermético superior y el asiento superior (37) y los separa en dirección radial.

9. Impulsor (12) según la reivindicación 8, en donde el elemento elástico (39) está constituido por una junta tórica de caucho.

10. Impulsor (12) según cualquier reivindicación anterior, caracterizado por que el elemento (31) de cierre hermético inferior está hecho de carburo cementado.

11. Impulsor (12) según cualquier reivindicación anterior, en donde el anillo (34) de retención está hecho de acero inoxidable dúplex.

12. Bomba (1) configurada para bombear líquido que contiene materia abrasiva, comprendiendo la bomba (1) una unidad (2) de accionamiento que tiene un motor eléctrico (13) y un árbol (15) de transmisión, y una unidad hidráulica (3) que tiene una entrada (4) y una salida (5) y al menos un impulsor (12) conectado al árbol (15) de transmisión de la unidad (2) de accionamiento, caracterizada por que el al menos un impulsor (12) está constituido por un impulsor (12) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

13. La bomba (1) según la reivindicación 12, en donde la bomba está constituida por una bomba sumergible de múltiples etapas que tiene una pluralidad de etapas de presión, en donde cada etapa de presión comprende un impulsor (12) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.