ES2609855T3 - Bomba sumergible y procedimiento para el montaje de una bomba sumergible - Google Patents

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Abstract

Bomba sumergible (1) comprendiendo una carcasa (2) con una abertura de entrada del lado de la aspiración, una abertura de salida del lado de la presión y un paso para líneas eléctricas, una unidad de electrónica, un motor eléctrico, una cámara de presión y una unidad de bombeo, en donde la unidad de electrónica, el motor eléctrico, la cámara de presión y la unidad de bombeo pueden ser premontados para formar un inserto, estando el inserto premontado ensamblado en la carcasa de tal manera que se apoya en un extremo de la carcasa y en la abertura de salida del lado de la presión está prevista una tubería de presión, estando la tubería de presión configurada como medio de tracción destinado para retener la bomba sumer gible (1), caracterizada por el hecho de que en el extremo opuesto de la carcasa (2) está previsto un sistema de apriete y de fijación (7) axial, en donde el sistema de apriete permite aplicar un pretensado sobre el inserto y el sistema de fijación pretensa y mantiene el inserto en la carcasa envolvente.

Description

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DESCRIPCION
Bomba sumergible y procedimiento para el montaje de una bomba sumergible
La invencion se refiere a una bomba sumergible y un procedimiento para la fabricacion de una bomba sumergible, comprendiendo una carcasa con una abertura de entrada del lado de la aspiracion, una abertura de salida del lado de la presion y un paso para lmeas electricas, una unidad de electronica, un motor electrico, una camara de presion y una unidad de bombeo,
Las bombas sumergibles son un tipo de bombas que han sido concebidas para varios ambitos de aplicacion y han sido adaptadas a las respectivas exigencias. Esencial es la posibilidad de sumerger la bomba en el fluido a ser ex- traido. Una configuracion especial exige que la bomba pueda ser posicionada en un pozo de sondeo. Ya que los pozos de sondeo, en particular si estan realizados muy profundos, son muy caros, una adaptacion al pozo de sondeo es un distintivo esencial de dicha bomba.
El documento US 2007/0074871A1 describe una bomba sumergible en el cual la bomba esta fijada en un tubo especial de pozo.
El documento DE 297 11 534 U1 describe un kit de construccion para motobombas sumergibles, que es apropiado para instalaciones de pozo mayores.
El documento US 6 595 295 B1 describe una motobomba sumergible que esta rellena de un lubrificante de tal modo que se evita una contaminacion de la bomba sin utilizar.
A traves del documento US 4,966,532 se conoce una motobomba sumergible en la cual la entrada, la bomba y la salida estan dispuestas axialmente en una fila. Los componentes individuales estan rodeados por una envoltura comun que esta dividida en una primera region que comprende el motor y una segunda region que comprende la bomba. Ambas regiones estan conectadas por un elemento de union a traves del cual esta determinada tanto la distancia de los componentes con respecto de la pared interior de la carcasa como tambien la posicion axial.
A traves de la patente EP 0 746 683 B1 se conoce una bomba sumergible generica en la cual los componentes individuales esenciales de la bomba estan dispuestos de forma axial. En una lmea se encuentran la tapa de entrada del lado de la aspiracion, el rotor de la bomba, el motor y la tapa de salida del lado de la presion. Dichos componentes individuales estan alojados en un revestimiento en forma de tubo, en donde el fluido transportado es guiado a traves de una hendidura entre el motor y la carcasa hacia la abertura de salida del lado de la presion. La hendidura entre el revestimiento en forma de tubo y la carcasa del motor es definida por un acolchado de elastomero. El motor esta montado en la tapa de entrada del lado de la aspiracion que contiene tambien el rotor de la bomba. La tapa de salida del lado de la presion esta conectada solamente con el revestimiento en forma de tubo.
Un objeto de la invencion es proporcionar una bomba sumergible generica que permita un montaje y una reparacion faciles de la bomba sumergible.
La solucion preve una bomba sumergible de acuerdo con la reivindicacion 1 en la cual la unidad de electronica, el motor electrico, la camara de presion y la unidad de bomba pueden ser premontados para formar un inserto, en donde el inserto premontado se apoya en un extremo de la carcasa y en el extremo opuesto de la carcasa esta pre- visto un sistema axial de apriete y de fijacion. La unidad de electronica puede comprender tanto electronica de po- tencia como electronica de senalizacion.
La construccion de acuerdo con la invencion de la bomba sumergible permite orientar los componentes individuales premontados antes de que sean ensamblados en la carcasa envolvente. De modo adicional es posible realizar la carcasa envolvente en una sola parte o pieza, de tal modo que se mejora la obturacion contra el fluido penetrante. A traves del sistema de apriete y de fijacion es posible proveer el inserto de una tension previa.
De acuerdo con una forma de realizacion de la bomba sumergible segun la invencion, el sistema de apriete y de fijacion es amovible. Ello tiene la ventaja de que el inserto puede ser extraido de la carcasa envolvente a efectos de revision. A continuacion puede volver a ser insertado y ser fijado de nuevo en la carcasa a traves del sistema de apriete y de fijacion.
Particularmente ventajoso es realizar el sistema de apriete y de fijacion en forma de casquillo de apriete Taperlock de modo que se puede proporcionar una conexion por arrastre de fuerza que esta centrada axialmente.
En una forma de realizacion ventajosa adicional, todos los componentes del inserto estan provistos de dispositivos fijos o amovibles para un apoyo contra la carcasa, en particular para un apoyo radial. Los dispositivos sirven para el transporte termico desde el motor hacia la carcasa envolvente y al mismo tiempo apoyan el kit de construccion en la carcasa con una distancia precisamente definida, de manera que se impide un deslizamiento de los componentes individuales durante el funcionamiento de la bomba.
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Ventajoso es proveer, en la region de la abertura de salida del lado de la presion, un cojinete destinado para el apo- yo del inserto, en particular para el apoyo centrado. Durante el montaje, el inserto puede ser ajustado a traves de una gma directamente en dicho cojinete. El centrado simplifica la creacion de la tension previa definida del inserto con respecto a la carcasa envolvente.
De manera ventajosa, el motor es un motor sincronico, en particular un motor sincronico equipado de un iman per- manente. Dichos motores son energeticamente eficientes, faciles a manejar y robustos. En caso de que la moto- bomba sumergible es utilizada como bomba de pozo de sondeo, es absolutamente necesario que la tecnologfa utili- zada sea robusta ya que la bomba tiene que ser levantada del pozo de sondeo para realizar reparaciones.
En una forma de realizacion de la invencion, la bomba esta realizada en forma de bomba centnfuga. En este caso es ventajoso que unos elevados volumenes de bombeo con altura de caudal variable son posibles. Ademas, en el caso de las bombas centnfugas cabe la posibilidad de transportar tambien pequenas cantidades de arena.
En una forma de realizacion adicional, la bomba esta realizada como bomba volumetrica, en particular como bomba helicoidal excentrica. Esta bomba autoaspirante permite elevadas alturas y volumenes variables de bombeo, funcio- nando con un mmimo de pulsaciones.
De acuerdo con la invencion, en la abertura de salida del lado de la presion esta provista una lmea de presion en la cual esta integrado un soporte para un medio de traccion de la bomba sumergible, en particular la misma abertura de salida puede servir de soporte. A efectos de revision, la bomba puede ser levantada con el medio de traccion fuera del pozo de sondeo. Ello simplifica el montaje de la bomba in situ, particularmente en un pozo de sondeo.
De manera adicional, el objeto de la invencion consiste en proporcionar un procedimiento para la fabricacion de una bomba sumergible del tipo de construccion descrito anteriormente.
La solucion prove un procedimiento segun la reivindicacion 9 para la fabricacion y para el montaje de una bomba sumergible del tipo de construccion descrito, en el cual, en una primera etapa, se monta previamente un inserto consistiendo de una unidad de electronica, un motor electrico, una camara de presion y una unidad de bomba, en una segunda etapa el inserto es ensamblado en una carcasa, siendo el inserto centrado en la carcasa, y en una tercera etapa el inserto es tensado y fijado en la carcasa a traves de un sistema de apriete y/o de fijacion. Gracias al montaje previo, una orientacion exacta de los diversos componentes es posible, antes de que el inserto sea ensamblado en la carcasa envolvente. En caso de que el inserto es introducido por ejemplo en el lado de aspiracion en la carcasa envolvente, los dispositivos destinados para mantener una distancia fija entre el inserto y la carcasa envolvente centran el inserto y el cojinete en el lado de la presion y definen la posicion exacta del inserto. Mediante el sistema de apriete se puede aplicar una tension previa al inserto. El sistema de fijacion retiene el inserto fijamente en la carcasa envolvente. En caso de que se utiliza un sistema de fijacion Taperlock, el modulo de sujecion puede ser tensado libremente en el extremo situado en el lado de la aspiracion del tubo envolvente, sin que se tengan que tomar allf medidas adicionales como por ejemplo realizar orificios o roscados. Para efectuar revisiones se puede deshacer la fijacion del inserto. En caso de que la longitud del inserto, en el marco de la revision, ha sido modificada ligeramente, el inserto puede volver a sujetarse con el mismo sistema de fijacion en la carcasa envolvente.
Unas formas de realizacion adicionales se desprenden de la combinacion de las formas ya representadas y por lo tanto no se hace referencia a ellas aqrn.
En los dibujos estan representados unos ejemplos de realizacion de la invencion y a continuacion se describen en detalle. Muestran la
Fig. 1 una bomba sumergible de acuerdo con la invencion, la
Fig. 2 una vista detallada de la Fig. 1 y la
Fig. 3 una representacion isometrica de la vista detallada.
Fig. 1 muestra una motobomba sumergible 1 de acuerdo con la invencion. En una carcasa 2 se encuentra esbozado en un extremo superior un accionamiento 3 que esta conectado a traves de un elemento de acoplamiento 4 con el propio elemento de bomba. En el ejemplo representado, el elemento de bomba esta realizado como bomba helicoidal excentrica, consistiendo de un estator 5 y un rotor 6, que estan representados por una combinacion de metal y elastomero o una combinacion de plastico y elastomero. En el extremo inferior de la bomba sumergible 1 esta mar- cado un detalle que comprende el sistema de apriete 7. La bomba helicoidal excentrica permite un transporte conti- nuo de agua, en el que la bomba puede ser autoaspirante. La tecnica que se compone del estator 5 y del rotor 6 es muy robusta y puede emplearse tambien en un ambiente abrasivo, por ejemplo arenoso. El elemento de acoplamiento 4 realizado como varilla larga permite crear una conexion entre el rotor excentrico 5 y el accionamiento 3. Como accionamiento 3 se utiliza habitualmente un motor electrico. Para obtener una elevada densidad de potencia se utiliza un motor sincronico equipado de imanes permanentes. De esta manera se obtiene una dimension compac- ta de modo que los costes para una excavacion profunda de pozo pueden ser reducidos de modo considerable.
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Los componentes individuals de la bomba sumergible son introducidos desde el lado inferior en la carcasa 2. Para el montaje se posiciona primero el accionamiento 3 en la carcasa 2, estando el mismo ya conectado con la varilla como elemento de acoplamiento 4 y con el rotor 5. Para la fijacion segura, fija en terminos de rotacion, del inserto en la carcasa 2 esta previsto el sistema de apriete 7 de acuerdo con la invencion, en forma de un sistema de apriete Taperlock.
Fig. 2 muestra los detalles del sistema axial de apriete y de fijacion de la bomba sumergible. Una pieza de apriete 8 envuelve el estator 5 y ofrece en el extremo inferior del estator 5 una superficie de sujecion para los demas componentes del sistema de apriete 7. Directamente adyacente a dicha pieza de apriete 8 sigue un elemento de trinquete 9, siendo el mismo unido fijamente con la pieza de apriete 8 a traves de una funcion de bloqueo y apoyandose contra la carcasa 2. Adyacente al elemento de trinquete 9 esta dispuesto un anillo de sujecion interior 10 en forma de cono que constituye el casquillo Taperlock. Dentro de dicho anillo de sujecion interior 10 que esta provisto de un roscado, esta dispuesto un anillo de sujecion exterior 11 que esta provisto igualmente de un roscado de manera que puede ser sujetado contra el anillo de sujecion interior 10. Ambos anillos de sujecion son tensados de tal manera que se apoyan contra el elemento de trinquete 9, es decir, tambien contra la carcasa 2. Para una proteccion anti-giro esta provisto adicionalmente un resorte de ajuste 12. Para el montaje simplificado del sistema de apriete estan previstas unas escotaduras 13 en el anillo de sujecion exterior 11 que sirven para la aplicacion de una herramienta apropiada para la sujecion. La realizacion con las escotaduras 13 permite crear un talon predefinido, sencillo y eco- nomico para la herramienta, lo que aumenta la seguridad de funcionamiento y el montaje favorable de modo considerable.
Fig. 3 muestra una representacion isometrica de la bomba sumergible 1, en la cual se muestra en particular el detalle del sistema de apriete 7 de la figura 1. En la parte derecha de la figura, en la carcasa 2, se representan el estator 5 y el rotor 6. A la izquierda, en la figura 3, se muestra la disposicion de los diversos componentes del sistema axial de apriete y de fijacion. Directamente adyacente a la carcasa 2 sigue el elemento de trinquete 9. El mismo esta unido fijamente con la pieza de apriete 8. En el interior del mismo estan representados el anillo de sujecion interior conico 10 y el anillo de sujecion exterior 11, conectado con el mismo por ejemplo por union roscada. La representacion ilustra los puntos de aplicacion para una herramienta para atornillar el anillo de sujecion exterior 11 en el anillo de sujecion interior 10 que, debido a la forma conica del anillo de sujecion interior 10, son sujetados el uno contra el otro, de manera que se apoyan radialmente contra la carcasa 2.
Lista de referencias:
1 Bomba sumergible
2 Carcasa
3 Accionamiento
4 Elemento de acoplamiento
5 Estator
6 Rotor
7 Sistema de apriete
8 Pieza de apriete
9 Elemento de trinquete
10 Anillo de sujecion interior
11 Anillo de sujecion exterior
12 Resorte de ajuste
13 Escotaduras

Claims (9)

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    15
    20
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    REIVINDICACIONES
    1. Bomba sumergible (1) comprendiendo una carcasa (2) con una abertura de entrada del lado de la aspiracion, una abertura de salida del lado de la presion y un paso para lmeas electricas, una unidad de electronica, un motor elec- trico, una camara de presion y una unidad de bombeo,
    en donde la unidad de electronica, el motor electrico, la camara de presion y la unidad de bombeo pueden ser pre- montados para formar un inserto, estando el inserto premontado ensamblado en la carcasa de tal manera que se apoya en un extremo de la carcasa y en la abertura de salida del lado de la presion esta prevista una tubena de presion, estando la tubena de presion configurada como medio de traccion destinado para retener la bomba sumergible (1),
    caracterizada por el hecho de que
    en el extremo opuesto de la carcasa (2) esta previsto un sistema de apriete y de fijacion (7) axial, en donde el siste- ma de apriete permite aplicar un pretensado sobre el inserto y el sistema de fijacion pretensa y mantiene el inserto en la carcasa envolvente.
  2. 2. Bomba sumergible (1) de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por el hecho de que el sistema de apriete y de fijacion (7) puede ser separado de la carcasa (2).
  3. 3. Bomba sumergible (1) de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por el hecho de que el sistema de apriete y de fijacion (7) esta realizado bajo forma de casquillo de apriete Taperlock.
  4. 4. Bomba sumergible (1) de acuerdo con la reivindicacion 1, 2 o 3, caracterizada por el hecho de que unos compo- nentes del inserto estan equipados de dispositivos destinados para el apoyo contra la carcasa (2), en particular para el apoyo radial.
  5. 5. Bomba sumergible (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por el hecho de que en la region de la abertura de salida del lado de presion esta previsto un cojinete destinado para el apoyo del inserto, en particular para el apoyo centrado.
  6. 6. Bomba sumergible (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por el hecho de que como accionamiento (3) esta previsto un motor sincronico, en particular un motor sincronico equipado de un iman permanente.
  7. 7. Bomba sumergible (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por el hecho de que la bomba es una bomba centnfuga.
  8. 8. Bomba sumergible (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por el hecho de que la bomba es una bomba volumetrica, en particular una bomba helicoidal excentrica.
  9. 9. Procedimiento destinado para el montaje de una bomba sumergible (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el cual, en una primera etapa, es premontado un inserto compuesto por una unidad de electronica, un motor electrico, una camara de presion y una unidad de bombeo, en una segunda etapa el inserto es ensamblado en una carcasa (2), siendo el inserto centrado en la carcasa (2) y en una tercera etapa el inserto es tensado y fijado en la carcasa (2) a traves de un sistema de apriete y de fijacion (7).
ES12724979.5T 2011-06-17 2012-05-30 Bomba sumergible y procedimiento para el montaje de una bomba sumergible Active ES2609855T3 (es)

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