PT101063A

PT101063A - Mecanismo de transmissao de uma bomba com movimento alternativo

Info

Publication number: PT101063A
Application number: PT101063A
Authority: PT
Inventors: Salah Djelouah; Jean Louis Fernet
Original assignee: Sorelec
Priority date: 1991-11-15
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1994-06-30
Also published as: ES2073971B1; GR920100499A; FR2683865A1; TNSN92102A1; MA22709A1; FR2683865B1; ES2073971A1; OA09623A

Description

Descrição referente à patente de invenção de SORELBC, sociedade francesa» industrial e comercial» com sede em La Motte Saint Euverte, 45800 Saint Jean de Braye, (Loiret) França (inventores; Salah Djelouah e Jean Louis Fernet, residente na França, para ** WFCA.TffTfiWO DF TRAHSMISSÃQ D5 UMA βόμβα. crm wnv i meittq altermativo”

DESCRIÇÃO A presente invenção refere-se a um mecanismo de accionamento de uma bomba com movimento alternativo que compreende uma haste de êmbolo que suporta vários êmbolos móveis no interior de uma manga que mergulha no lençol de água a bambar. Â necessidade de irrrigação nas regiões áridas, nas quais a água está presente a uma profundidade mais ou menos variável, conáusiu ao desenvolvimento de diferentes sistemas de bombagem, mais ou menos fiáveis. A experiência tem mostrado que, quanto mais rudimentares eram os sistemas de bombagem, mais fiáveis eles eram. Este problema da fiabilidade é extremamente impor- ·> tante parque as bambas distribuem-se por pontos a grandes dis- 1 tâncias, não sendo de encarar a provisão de um serviço de manutenção com pessoal especializado. Por outro lado, no caso de rotura de uma peça, é necessário que os utilizadores locais possam substituir essa peça.

Estes diferentes imperativos conduziram ao resultado de que, quanto menos sofisticada for a bomba, maior será a sua fiabilidade, nestas condições. Â isso há que acrescentar as diferentes influências exteriores, e em particular, a presença de areia, muitas vezes extremamente fina, que penetra nos recintos mais hermeticamente fechados.

Daqui resultou o desenvolvimento de uma bomba muito eficaz, susceptivel de bombar até profundidades relativamente grandes. Uma tal bomba utiliza êmbolos múltiplos todos transportados por uma mesma haste. 0 movimento de bomba-gem exige o accionamento desta haste segundo um movimento alternativo com um passeio determinado.

Inicialmente, essas bombas eram accio-nadas manualmente e, para isso, incluíam uma alavanca oscilante, ligada a um cabo e a um tambor de transmissão de movimento de retorno, ligado hà haste dos êmbolos. Baixando a alavanca, comanda—se assim a elevação da bomba. è. necessidade de um caudal mais regular e durante um intervalo de tempo mais prolongado conduziu à mo-torização dessas bombas. Essa motorização consistiu em substituir o movimento da alavanca por um movimento estritamente equivalente assegurado por um motor, Para isso, associava-se a extremidade do cabo a um braço existente no eixo de um motoi -redutor, cuja rotação comandava assim o movimento alternativo da haste de êmbolo segundo uma amplitude correspondente sensivelmente ao diâmetro da circunferência descrita pela extremidade do braço existente no eixo do motor.

Este sistema foi completado por um con- 2 τ

trapeso destinada a compensar a massa formada por uma haste e pelos êmbolos. Para isso, prolongou-se o cabo para passar por um outro tambor de transmissão do movimento e receber na sua extremidade um contrapeso.

Embora este sistema possa funcionar, ele apresenta um certo número de inconvenientes, ligados ao espaço que ocupa, devido à cinemática do accionamento e ao baixo rendimento deste accionamento mecânica, por causa do contrapeso, A presente invenção tem por objectivo dar remédio aos inconvenientes das soluções conhecidas e propõe—se criar um mecanismo de accionamento de uma bomba de êmbolos, com movimento alternativo, que permite motorizar de maneira eficiente esta bomba, utilizando como fonte de energia a rede eléctrica, baterias,, um grupo electrogéneo, a energia eólica ou a energia solar, mantendo-se no entanto com uma realização simples e com uma manutenção extremamente simples com um número de peças reduzido ao mínimo e ocupando um espaço muito pequeno, para reduzir também os riscos de danos acidentais.

Para isso, a presente invenção refere-se a um mecanismo do tipo definido anteriormente, caracte-rizado por compreender: - um tambor de transmissão de movimento de retorno, - uma correia de transmissão com movimento alternativo, que pelo tambor de transmissão de movimento e tendo uma das extremidades ligadas à extremidade superior da haste dos êmbolos. - um anel de accionamento, formado por uma correia de dois tambores de transmissão de movimento pelos quais passa o referido anel, sendo a segunda extremidade da correia de transmissão ligada a este anel para efectuar um movimento de vai-e--vem por cada rotação do anel. 3 um meio de movimento de accionamento em rotação, ligada a um dos tambores de transmissão do anel de accionamento, - um volante de inércia acoplado ao eixo de modo a compensar cineticamente o peso do equipamento de bombagem.

De acordo com outra característica da presente invenção, o meio de accionamento é um motor-redutor eléctrico, um motor eléctrico com um sistema de tambores de transmissão redutores ou uma manivela desligável, sendo a fonte de energia eléctrica a rede eléctrica, um sistema de bateria alimentada a partir da rede ou por um aerodímano ou painéis solares.

De acordo com uma outra característica da presente invenção, o anel de accionamento, alinhado sobre o tambor de transmissão de retorno, é constituído poe duas correias dentadas geminadas, estando a extremidade da correia de transmissão com um movimento alternativa ligada às duas correias geminadas, síncronas, para que o ramo correspondente da carreia de transmissão se desloque no intervalo entre as duas correias geminadas.

De acordo com uma outra característica da presente invenção, o mecanismo é constituído por um chassis que suporta uma roda de transmissão de movimento de retorno com a carreia de transmissão de accionamento, os dois tambores de transmissão de movimento e o anel de accionamento bem como o meio de accionamento, estando este chassis, ligado por um eixo de articulação, na sua parte inferior a uma pati~ lha de fixação do mastro da bamba, para ser elevado em torno deste eixo e ser aplicado contra o mastro.

De acordo com uma outra caracteristi-ca da presente invenção, o anel de accinamento caia os tambores de transmissão do movimenta está alinhado praticamente paralelamente à trajectória da haste dos êmbolos. 4

De acorda com uma outra caracteristica da presente invenção, o mecanismo é envolvido por um cárter protector, que formam uma chaminé de circulação do ar, e na extremidade superior do mastro, por cima do cárter, encontra-—se fixado um motor eólico. O mecanismo segundo a presente invenção tem uma constituição robusta e simples; é constituído por apenas um número reduzido de peças; as peças em movimento ou em contacta umas com as outras são peças relativamente simples sem risco de serem submetidas a um grand desgaste ou que, no caso de estarem presentes poeiras ou areia, não correm o risco de gripar. 0 conjunto é muito compacto e pode ser adaptado sensivelmente no prolongamento da trajectória da haste que suporta os êmbolos da bomba.

Segundo a presente invenção, o anel de accionamento está sensivelmente alinhado com o eixo do tambor da transmissão de movimento da carreia de transmissão de accionamneto e o ramo da correia de transmissão efectua um movimento de vai-e-vem sob a acção do anel de accionamento, realizando também um movimento pendular, lo caso de um anel de accionamento constituído por duas correias geminadas, o ramo da correia de transmissão ligado ao anel de accionamento desloca-se assim no interval que fica entre as duas correias do anel de accionamento. Como, por outro lado, os dois tambores de transmissão de movimento do anel de accionamento estão igualmente desdobrados, estando um par de tambores de transmissão de movimenta associada a cada uma das correias do anel de accionamento, não existe qualquer obstáculo à passagem do ramo do cabo.

Segundo uma forma de realização vantajosa, o anel de accionamento é um anel alongado, cujo cumprimento correspondente à translacção que a haste dos êmbolos 5 deve efectuar e este anel alongado está disposto sensivelmente ou completamente paralelo à trajectória da haste dos êmbolos. 0 anel de accionamento é, de perferên-cia, constituído por carreias dentadas que cooperam com corretas dentadas, em particular os tambores de transmissão db movimento. Isso constitui um meio de transmissão com um rendimento particularmente elevado.

As diferentes peças constitutivas do mecanismo têm uma realização simples; podem facilmente ser substituídas em caso de necessidade.

De maneira vantajosa, o chassis do mecanismo está montado oscilante numa coluna da bamba, o que permite baixar o mecanismo fasendo-o bascular em torno deste eixo, de modo, por exemplo, a libertar o eixo da haste de fu-ração para permitir a substituição da haste, a sua extracção ou a substituição dos êmbolos ou das uniões dos êmbolos e, mais geralmente, as peças da bomba usadas.

Como o conjunto está muito condensado em torno da coluna da bamba, é fácil de proteger, por exemplo por um cárter, que forma, por outro lado, uma chaminé. A alimentação do motor eléctrico que comanda a bomba pode ser obtida a partir da rede, se ela existir, ou ser fornecida por um grupo electrogéneo; é também muito vantajoso associar ao mecanismo um sistema de baterias com um carregador por células fotovoltaicas ou por um motor eólico fixado no cimo do mastro, Q mo.tra eólico pode accionar o sistema de bombagem simplesmente por uma transmissão mecânica.

Este accionamento motorizado não exclui, se for necessário, um accionamento manual por meio de uma ou duas manivelas desligáveis, com um meio complementar de desligação a montante, da embraiagem da manivela, para não 6 ter de accionar se o motor, além da bamba propriamente dita. A junção haste/correia é vantajosamente escolhida de um tipo com acoplamento rápidos para permitir passar rapidamente da posição motorizada para a posição manual e vice-versa.

De preferência, o mecanismo segundo a presente invenção compreende uma mola de tracção que actua na direcção vertical entre a parte superior do mastro e a extremidade superior da haste de êmbolo, de modo que, na posição de paragem, a haste fique retida na posição superior, o que permite um arranque do sistema sem esforço.

De acordo com uma forma de realização preferida, o motor é um motor cujo veio desemboca dos dois lados, para permitir um accionamento duplo sem o sistema ficar em consola, sem apoio.

Além disso, pode prever-se que a, ou as correias de transmissão entre o motor e o anel de accionamento sejam carreias trapezoidais, do tipo usado nos automóveis, para facilitar as reparações e/ou a substituição por componentes normalizados.

Descreve-se a seguir a presente invenção mais pormenorizadamnente, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam; A fig. 1 , uma vista de conjunto de um mecanismo de accionamento de bomba segundo a presente invenção; A fig, 2, uma vista de lado do meca— nismo da fig, 1; A fig, 3, uma vista análoga à da fig. 1, mas parcialmente em corte.

De acordo com as fig. 1 »2 e 3, o 7 mecanismo de accionamento Cl) destina-se a uma bamba, não representada em pormenor, mas sim apenas esquematizada pela porta do êmbolo ¢2) que ultrapassa o tubo, e pela baste <3); esta bomba é enterrada no solo e o seu êmbolo (2) com a baste (3) devem efectuar movimentos verticais alternativos, para bombar a água. O curso da baste de êmbolo (3) pode ser relativamente grande, por exemplo da ordem de 1 ma 1,5 m. Este curso deve ser perfeitamente rectilíneo para reduzir o atrito, α desgaste e a potência necessária, estando também a extremidade (4) da baste C3) ligada a uma correia de transmissão de accionamento (5) que passa por um tambor de transmissão de movimento (6). A extremidade (7) da correia C5) descreve assim até ao tambor da transmissão de movimento (6) uma trajectória situada no prolongamento da baste (3) e tangente ao tambor de transmissão do movimento <6) enquanto a outra extremidade (8) do ramo (9) da carreia <5) está ligada a um anel de accionamento CIO)» formado de facto por duas correias CIO,10).

Estas carreias passam por um tambor de transmissão de movimenta superior ( 11,11’ ) e um tambor de transmissão de movimento inferior <12, 12’) montados num eixo respectivo suportado por uma consola < 13, 14 >. As correias CIO, 10' ) são correias dentadas e os tambores de transmissão do movimento C 11, 11’, 12, 12' ) são tambores para correias dentadas. 0 volante de inércia está acoplado ao eixo <18) e compensa cineticamente o peso do equipamento de bombagem (baste de êmbolo e êmbolos).

Os tambores de tansmissão do movimento C 15, 15’) estão ligados a tambores de transmissão do movimento intermédios <16, 16'), que têm a vantagem de permitir a sincronização dos tambores de transmissão de movimento

¢12, 12’ ) sem que tenha de existir um eixo continuo a ligar os tambores <15, 15’). Isso é necessária para a passagem da extremidade <8> que liga o ramo <9> da correia de transmissão de accionamento ao anel de accionamento.

Os tambores de transmissão de movimento para correias dentadas <16, 16’> estão ligadas a tambores <17, 17’) para correias dentadas num eixo comum <18), que suporta um tambor de transmissão de movimento <19), < não neces sariamente para correias dentadas), ligado por uma correia <20) ao tambor <21> de um motor <22>, que pode ser um motor -redutor. O sistema compreende também sensores, não descritos O conjunto do mecanismo atrás descrito é suportado por um chassis <23) suportado por um eixo <24) que passa por duas patilhas <25) solidárias com o mastro <26) da bomba. Isso permite uma rotação do chassis e dos tambores de transmissão de movimento, correias, etc. que ele suporta, em torno deste eixo <24),

Um tambor de transmissão de movimento <6* > serve para levantar, por intermédio de uma corda, o chassis <23) que suporta o conjunto da transmissão sobre o mastro <26), Esta disposição facilita a montagem, visto que, para colocar o mecanismo de accionamento no seu lugar, basta colocar a extremidade inferior do chassis <23) no eixo <24) e depois elevar, por basculamento, o conjunto do chassis com o seu equipamento e fixá-lo no mastro <26) na posição representada e descrita atrás. O movimento de desmontagem com abaixamento por basculamento do chassis pode igualmente ter interesse para libertar o acesso à haste de perfuração, para permitir a sua extracção parcial ou total, ou a sua substituição ou - 9 -

ainda intervenções nos êmbolos suportados por este eixo. 0 conjunto do mecanismo assim fixado no mastro <26> da bamba é de preferência envolvido por um cárter ( 27 ), por exemplo um cárter que forma uma chaminé <fig, 1).

Além disso, como se vê na fig, 1, o mecanismo está equipado com painéis solares <2θ>, que alimentam pilhas, não representadas. O mecanismo pode também compreender um motor eólico <29> que alimenta as pilhas. Finalmente, o sistema compreende manivelas <30), ligadas por exemplo seu eixo por um meio desligável, do tipo de roda livre, que deixa as manivelas <30) imóveis quando o mecanismo é ac— cionado pelo motor <22) mas que permite accionar o mecanismo a jusante das manivelas quando o motor estiver em repouso. Uma embraiagem, não representada, a montante da ligação de transmissão das manivelas <30), evita que o movimento das manivelas se transmita para montante e vá accionar manualmente também o motor, além da bomba própriamente dita.

Ho mecanismo atrás descrito, a transmissão <16, 16’, 19, 20, 21, 22) compreende dois andares, sendo evidente que, escolhendo um motor de velocidade diferente pode conseguir-se a suspensão de um andar, de modo que o motor accione directamente os tambores <16, 16’ ) por meio de uma correia,

Huma variante, compatível com um ou dois andares de transmissão, podem prever-se correias trapezoidais do tipo usado nos automóveis, com os tambores de transmissão do movimento correspondentes, de modo que seja mais fácil encontrar as peças de substituição ou efectuar uma reparação, qualquer que seja o local da instalação da bomba.

Ha fig. 3, vê-se claramente que o eixo do motor desemboca apenas de um lado para accionar o

IO

Claims

mecanismo; pode evidentemente prevex—se que o eixo do motor desemboque dos dois lados (não representado) para accionar de maneira equilibrada os mecanismos (17, 17’, 16, 16’,..). Healiza-se assim um mecanismo que funciona sem desíquilibrio por efeito de consola, visto que o esforço de accionamento é rigorosamente simétrico em relação ao eixo do sistema. So modo de realização descrito, é claro que, em repouso, o peso dos êmbolos fixados na haste dos êmbolos tem a tendência para arrastar o conjunto do sistema para a posição mais baixa, de modo que, quando do arranque seguinte, será necessário começar o movimento alternativo por uma fase ascendente, isto é, uma fase que exige o maior esforço; vantajosamente, pode prever-se uma mola de tracção (não representada) cuja acção se exerça para cima, na di-recção vertical, de modo que, no repouso, a haste fique retida na sua posição elevada; a acção desta mola de tracção pode ser exercida por exempla entre a extremidade superior da haste de êmbolos e a parte superior do mastro; assim, quando do arranque seguinte do sistema, a primeira fase do movimento da haste dos êmbolos será uma fase descendente, isto é uma fase que exige um esforço menor. BKIVIlTDiCACfSRfi - lã - Mecanismo de transmissão de uma bamba com movimento alternativo, que compreende uma haste de êmbolo que suporta vários êmbolos móveis numa manga que mergulha no lençol de água a bombar, caracterizado por compreender: - uma roda de transmissão de movimento (6) de retorno, - uma correia de transmissão (5) com movimento alternativo que passa pela roda de transmissão (6) e uma de cujas 11 S' «/

extremidades está ligada à extremidade superior da haste <3) dos êmbolos, - um anel de transmissão (10, 10’) formado por uma correia e duas rodas de transmissão <11, 11’, 12, 12’ ) pelas quais passa o anel e estando a segunda extremidade <8> da correia de transmissão (5) com movimento alternativo ligada a este anel <10, 10’> para efectuar um movimento de vai-e-vem em cada rotação <10, 10’ ), - um meio de accionamento em rotação <22> ligado a uma das rodas de transmissão <11, 11’, 12, 12’> do anel de transmissão, - um volante de inércia acoplado ao eixo <1S) de modo a compensar cineticamente o peso do equipamento de bom-bagem. - 21 - Mecanismo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o meio de accionamento em rotação (22) ser um moto-reductor eléctrico, um motor eléctrico com um sistema de rodas de transmissão redutoras ou uma manivela desligável e por a fonte de energia eléctrica ser a rede elé-ctrica, um sistema de bateria alimentado a partir da rede ou por um aerodímano <29> ou painéis solares (30), - 31 - Mecanismo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o anel de transmissão <10,10’), alinhado com a roda de transmissão de retorno, ser constituído por duas correias geminadas dentadas e a extremidade da correia de transmissão <5> com movimento alternativo estar ligada às duas carreias geminadas <10, 10’), síncronas, para que o ramo <9) correspondente da correia de transmissão <5> se desloque no intervalo entre as duas correias geminadas <10,10'). - 41 - Mecanismo de acordo com qualquer das 12 reivindicações 1 a 3, caracterizado por ser constituído por um chassis (23) que suporta a roda de transmissão de retorno (6) com a correia de transmissão (5), as duas rodas de transmissão <11, 11’,; 12, 12’) e o anel de transmissão (10, 10’), bem como o meio de accionamento em rotação (16, 16’; 17, 17’, 18, 19, 20, 21, 22), estando este chassis ligado por um eixo de articulação (24) na sua parte inferior a uma patilha de fixação (25) do mastro (26) da bomba, para ser elevado em torno deste eixo (24) e ser aplicado contra o mastro (26). - 51 - Mecanismo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o anel de transmissão (1Q, 10’) com as rodas de transmissão (11, 11’, 12, 12’) es tar alinhado praticamente paralelamente à traj ectória da haste (3) dos êmbolos. - 6ã - Mecanismo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por ser envolvido por um cárter protector (27) que forma uma chaminé de circulação de ar e na extremidade superior do mastro (26), por cima do cárter estar fixado um aerodínamo (29). - 7â - Mecanismo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a manivela desligável (30) ser combinada com um meio de desligação em roda livre situado a montante da roda de transmissão movida pela manivela desligável para desligar a transmissão do movimento de retorno no sentido do motor eléctrico. - 8ã - Mecanismo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por ser envolvido por um 13

cárter protector <27> que forma uma chaminé de circulação de ar e na extremidade superior do mastro (26), por cima do cárter estar fixada um aeradínamo.(29). - ?ã - Mecanismo de acordo com a reivindicação 2, caracterisado por a manivela desligavel (30) ser combinada com um meio de desligação em roda livre situado a montante da roda de transmissão movida pela manivela desligavel para desligar a transmissão do movimento de retorno no sentido do motor eléctrico, - ôâ - Mecanismo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender uma mala de tracção que exerce uma força na direcção vertical entre o cimo do mastro (26) e a extremidade superior (4> da haste de êmbolos de modo que, quando em repouso a haste é retida na posição elevada, o que permite um arranque do sistema sem esforço. --93 - Mecanismo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o motor (22) ser um motor cujo veio desemboca dos dois lados para permitir um accionamento do sistema sem falta de apoio num suporte. - 10â - Mecanismo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 9, caracterizado por a ou ás correias de transmissão entre o motor e o anel de transmissão serem escolhidas trapezoidais, do tipo usado nos automóveis, para facilitar as reparações e/ou as substituições normalizadas 14 A requerente reivindica a prioridade do pedido francês apresentado em 15 de Fovembro de 1991, sob o n.2. 91 14 078, Lisboa, 13 de lovembro de 1992 0 AffiSKE OEICIAL BA BEBBIIEBABE KBUSTMAI

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"MECAHISMO DE TRAISMISSÃO DE UMA ΒΟΜΒΑ COM MQVIMEITQ ALTESIATIVO” A invenção refere-se a um mecanismo de transmissão de uma bamba com movimento alternativa, caracteri-sado por compreender: — uma rada de transmissão do movimento <6> de retos— no, - uma correia de transmissão (5) com movimento alternativo que passa pela roda de transmissão (6) e uma de cujas extremidades (4) está ligada à extremidade superior da baste (3) dos êmbolos, - um anel de transmissão (10,10’) formado por uma correia e duas rodas de transmissão (11, 11’, 12, 12’ ) pelas quais passa o anel, suportando uma das rodas de transmissão um volante de inércia, e estando a segunda extremidade (8) da correia de transmissão (5) com movimento alternativa ligada a esse anel (lo,101) para efectuar um movimento de vai-e-vem em cada rotação do anel (lo, 10*), - um meio de accionamento em rotação (22) ligado a uma das rodas de transmissão ( 11,11’, 12, 12’) do anel de transmissão, e - um volante de inércia acoplado ao eixo ( 18 ) de modo a compensar cineticamente o peso do equipamento de bom-bagem. As bombas de acorda com a invenção aplicam-se em sistemas de irrigação de solos, ç.