ES2304178T3 - Rueda impulsora. - Google Patents
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Abstract
Una rueda impulsora (12) de tipo centrífugo o medio axial para ser utilizada en una bomba para bombear líquidos, en donde el impulsor (12) está dispuesto con una o varias aspas (18), que las aspas (18) están unidas a discos (14, 16) de cubierta sobre cada lado, formando una, así llamada, rueda impulsora cerrada, en donde los bordes delanteros (40) de las aspas (18) están colocados generalmente en un plano perpendicular al eje (10) de rotación del impulsor (12), en la abertura (42) de entrada en uno de los discos de cubierta, caracterizada porque los bordes delanteros (40) de las aspas (18) son barridos o impulsados hacia atrás en la abertura (42) de entrada en uno de los discos (16) de cubierta del impulsor en relación a la dirección (R) de rotación.
Description
Rueda impulsora.
La invención se refiere a un impulsor de bomba y
más precisamente a un impulsor de bomba para bombas centrífugas o
axiales medias para bombear fluidos que contengan contaminantes.
En la bibliografía existente hay muchos tipos de
bombas e impulsores de bomba para este propósito descrito, todos
sin embargo con ciertas desventajas. Sobre todo en lo que se refiere
a problemas con el desgaste, tapado y baja eficiencia.
Las aguas residuales contienen muchos tipos
diferentes de contaminantes, la cantidad y estructura de los cuales
dependen de la temporada y tipo de zona de la que emana el agua. En
las ciudades el material plástico, artículos de higiene, textiles,
etc. son comunes, mientras que en áreas industriales pueden producir
partículas de desgaste. La experiencia demuestra que los peores
problemas son los trapos y similares que se adhieren a los bordes
delanteros de las aspas y son devanados alrededor de la maza del
impulsor. Estos incidentes causan frecuentes pausas en el servicio
y una eficiencia reducida.
En la Agricultura y en la Industria de la Pulpa
se usan diferentes tipos de bombas especiales, las cuales deben
manejar paja, pasto, hojas y otros tipos de material orgánico. Para
este propósito los bordes delanteros de las aspas son barridos o
impulsados hacia atrás para ocasionar que los contaminantes sean
vertidos hacia la periferia en lugar de quedar atascados en los
bordes.
Diferentes tipos de medios de desintegración se
usan comúnmente para cortar el material y hacer el flujo más fácil.
Ejemplos se muestran en SE-435 952,
SE-375 831 y US-A 4 347 035.
En la bibliografía existente, los diseños de los
impulsores de bomba se describen muy generalmente, especialmente
con respecto al barrido o impulso de los bordes delanteros de las
ruedas impulsoras abiertas. Los intentos por definir el barrido o
impulso de los bordes delanteros para una rueda impulsora abierta se
describen por ejemplo, en EP 0916851 y EP 0916852.
Durante el bombeo en donde se requieren altas
alturas de levantamiento, por ejemplo en minas, se usan comúnmente
impulsores de bomba cerrados, es decir tal como con dos discos de
cubierta, una superior y una inferior así como aspas intermedias,
debido a que estos tipos de impulsores reducen la carga axial en la
bomba en comparación con los impulsores de tipo abierto. Por otro
lado, los impulsores cerrados tienen un menor área de paso, lo cual
significa un riesgo más alto de atascos.
EP 0395604 describe una rueda impulsora, la cual
está dispuesta con una o varias aspas que están unidas a discos de
cubierta sobre cada lado formando una llamada rueda impulsora
cerrada. Los bordes delanteros de las aspas son colocados
generalmente en un plano perpendicular al eje de rotación del
impulsor, en la abertura de entrada en uno de los discos de
cubierta.
En relación a las ruedas impulsoras cerradas,
están diseñadas generalmente con bordes delanteros colocados en la
entrada central de tal forma que sean bastante rectos vistos en la
dirección de flujo. Se ha encontrado que durante el uso, y en
particular cuando el líquido contiene cantidades muy grandes de
contaminación abrasiva, existe un desgaste considerable en los
bordes delanteros de las aspas. Existe además un riesgo de que
contaminantes tales como trapos, bolsas de plástico y otros objetos
alargados se atasquen en los bordes delanteros, requiriendo de esta
manera la limpieza de la bomba.
El propósito de la presente invención es
remediar los problemas mencionados arriba y en particular en
relación con ruedas impulsoras cerradas.
El propósito es resuelto de acuerdo con un
aspecto principal de la invención por lo que se caracteriza en la
reivindicación 1. Las realizaciones preferidas de la invención
forman las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con un aspecto principal de la
invención, ésta se caracteriza por una rueda impulsora de un tipo
centrífugo o medio axial que se usará en una bomba para bombear
líquidos, en donde el impulsor está dispuesto con una o varias
aspas, porque las aspas están unidas a discos de cubierta sobre cada
lado, formando una llamada rueda impulsora cerrada, caracterizada
además porque los bordes delanteros de las aspas son barridos o
impulsados hacia atrás en la abertura de entrada en uno de los
discos de cubierta del impulsor.
De acuerdo con un aspecto adicional de la
invención, ésta se caracteriza además porque los bordes delanteros
cooperan con medios de corte dispuestos en una abertura de entrada
central de la bomba.
De preferencia, los bordes delanteros sobresalen
un poco hacia afuera de la abertura de entrada, y además los medios
de corte constituyen al menos una sección de estrechamiento del
espacio entre la abertura de entrada central de la bomba y los
bordes delanteros del impulsor, con lo cual, cuando los bordes
delanteros barren más allá de estas secciones durante su
funcionamiento, se obtiene una acción de corte entre los mismos.
Al diseñar los bordes delanteros de las aspas
fuertemente impulsados hacia atrás, se ha descubierto que el
desgaste en estos bordes se reduce drásticamente. El diseño reduce
también el riesgo de que el material se atasque en los bordes. En
su lugar, este material es vertido hacia la periferia.
El material que no obstante tiende a quedar
atascado sobre los bordes en la abertura de entrada del impulsor
será cortado por los medios de corte. En una realización preferida
los bordes delanteros de las aspas cooperan con dos partes de
estrechamiento de la abertura de entrada del alojamiento de la
bomba.
Para un adecuado rendimiento con respecto a la
función de la bomba y al transporte del material hacia la periferia,
el ángulo de barrido \alpha debe ser alrededor de 40º a 60º y el
barrido o impulso de los bordes delanteros puede seguir
generalmente la curvatura de una espiral logarítmica.
Se obtiene sobre todo una rueda impulsora con
rendimiento y resistencia al desgaste mejorados, llevando a largos
ciclos de operación entre mantenimiento y servicio.
Estos y otros aspectos y ventajas de la presente
invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción
detallada y de las figuras.
En la siguiente descripción detallada de la
invención, se hará referencia a las figuras, en las que:
La figura 1 es un corte transversal axial a
través de una bomba de acuerdo con la invención.
La figura 2a es una vista en perspectiva desde
arriba de una rueda impulsora que comprende la presente
invención.
La figura 2b es una vista que corresponde a la
figura 2a desde abajo.
La figura 3 es una vista desde abajo de la rueda
impulsora de la figura 2 y
La figura 4 es una placa inferior que será
montada en una bomba y que coopera con la rueda impulsora de acuerdo
con la figura 1.
La figura 1 muestra una rueda impulsora de tipo
cerrado montada en una bomba que comprende un eje impulsor 10
conectado a un motor eléctrico (no mostrado) para impulsar la bomba.
Un impulsor de bomba 12 está montado al extremo inferior del eje,
el cual comprende discos de cubierta superior 14 e inferior 16,
aspas 18 y aspas posteriores 19. Los componentes mencionados arriba
están montados en un alojamiento de bomba 20, que tiene una pared
inferior 22, una entrada 24 y una salida 26. El impulsor de bomba 12
está montado de tal forma que en el alojamiento de la bomba haya un
espacio 28 entre la superficie periférica del disco de cubierta
inferior 16 y una pared lateral interna del alojamiento de bomba 20,
un espacio 29 entre el disco inferior y la pared inferior, así como
un espacio 30 entre una superficie inferior del disco de cubierta
inferior 16 y una superficie superior de la pared inferior 22.
De acuerdo con los principios de una bomba
centrífuga, el líquido es succionado hacia adentro axialmente a
través de la entrada 24 y deja la bomba a través de la salida 26 de
acuerdo con las flechas de flujo A, B y C.
De acuerdo con la presente invención las aspas
18 están diseñadas de tal forma que los bordes delanteros 40 sean
barridos o impulsados fuertemente hacia atrás en la abertura de
entrada 42 de la rueda impulsora, en relación a la dirección de
rotación R. El ángulo de barrido o impulso puede ser incrementado
desde la maza y hacia afuera. El barrido o impulso de los bordes
delanteros puede ser definido por una espiral logarítmica en donde
el ángulo de barrido \alpha sea \Pi/2 - \beta, en donde
\beta es el ángulo de la espiral logarítmica. Preferiblemente el
ángulo de barrido debe ser alrededor de 40º a 60º.
En la abertura de entrada del impulsor los
bordes delanteros son colocados generalmente en un plano
perpendicular al eje de rotación 10 del impulsor. La ventaja con
este diseño es la de asegurar que los contaminantes se deslicen
hacia la periferia en lugar de quedar atorados en los bordes. Se ha
demostrado además que el desgaste sobre los bordes delanteros se
reduce cuando tienen esta configuración en lugar del diseño
convencional.
Además, los bordes delanteros sobresalen un poco
fuera de la abertura central del impulsor, Fig. 1. Las partes de
borde 44 de las aspas que sobresalen por encima de la superficie
inferior del disco de cubierta inferior 16 pueden ser dispuestas
para cooperar con la parte de borde 46 de la entrada estacionaria 24
del alojamiento dispuesto en una placa inferior 22. La entrada
circular es entonces dispuesta con dos partes rectas dispuestas de
manera opuesta 50 con lo cual el espacio entre las aspas y la parte
de borde de la entrada se hace muy pequeño. Los contaminantes
alargados tales como trapos, bolsas de plástico y similares que se
hayan atascado en los bordes delanteros de las aspas serán cortados
aquí.
En total el diseño de los bordes delanteros que
son impulsados y sobresalen un poco, y cooperan con la abertura de
la placa inferior, reduce ampliamente el riesgo de que se atasquen
contaminantes y reduce el desgaste en los bordes delanteros.
Se debe entender que la realización descrita
anteriormente y mostrada en las figuras deberá ser considerada como
un ejemplo no limitativo de la invención y que ésta puede ser
modificada dentro del alcance de las reivindicaciones de la
patente.
Claims (7)
1. Una rueda impulsora (12) de tipo centrífugo o
medio axial para ser utilizada en una bomba para bombear líquidos,
en donde el impulsor (12) está dispuesto con una o varias aspas
(18), que las aspas (18) están unidas a discos (14, 16) de cubierta
sobre cada lado, formando una, así llamada, rueda impulsora cerrada,
en donde los bordes delanteros (40) de las aspas (18) están
colocados generalmente en un plano perpendicular al eje (10) de
rotación del impulsor (12), en la abertura (42) de entrada en uno de
los discos de cubierta, caracterizada porque los bordes
delanteros (40) de las aspas (18) son barridos o impulsados hacia
atrás en la abertura (42) de entrada en uno de los discos (16) de
cubierta del impulsor en relación a la dirección (R) de
rotación.
2. Rueda impulsora de acuerdo con la
reivindicación 1, en donde los bordes delanteros (44) sobresalen un
poco hacia afuera de la abertura (42) de entrada, y están
dispuestos y son capaces de cooperar con un medio de corte (50)
dispuesto en una abertura de la entrada central de la bomba.
3. Rueda impulsora de acuerdo con la
reivindicación 2, en donde el medio de corte lo constituye al menos
una sección de estrechamiento del espacio entre la abertura de
entrada central de la bomba y los bordes delanteros (40) del
impulsor.
4. Rueda impulsora de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en donde los bordes delanteros
(40) son barridos o impulsados generalmente correspondiendo a una
espiral logarítmica.
5. Rueda impulsora de acuerdo con la
reivindicación 4, en donde un ángulo de barrido (\alpha) de los
bordes delanteros (40) es \Pi/2 - \beta, en donde \beta es el
ángulo de la espiral logarítmica.
6. Rueda impulsora de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en donde el ángulo de barrido
(\alpha) de los bordes delanteros (40) es alrededor de 40º a
60º.
7. Una bomba que comprende una rueda impulsora
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
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