MXPA05013304A

MXPA05013304A - Impulsor de bomba mejorado.

Info

Publication number: MXPA05013304A
Application number: MXPA05013304A
Authority: MX
Inventors: Anton Watermann
Original assignee: Weir Warman Ltd
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2006-03-09
Also published as: KR101036567B1; JP2010236555A; CN1784548A; JP2006527804A; AU2004247750A1; IL171110A; UA84873C2; CA2521506A1; AP2005003410A0; ES2621192T3; EP1633983B1; ZA200509318B; AP1938A; EA007331B1; PT1633983T; US20060127211A1; AU2003903024A0; UY28365A1; CN100482948C; BRPI0411553B1

Abstract

Un impulsor para utilizarlo en una bomba centrifuga, incluyendo el impulsor (20), un aro de refuerzo que tiene caras opuestas, una porcion de la orilla periferica exterior y un eje de rotacion, una pluralidad de paletas de bombeo en una de las caras del aro de refuerzo y que se extienden lejos del eje de rotacion, teniendo cada paleta de bombeo una porcion de orilla periferica exterior y una pluralidad de paletas auxiliares (26) en la otra cara del aro de refuerzo, teniendo cada una de las paletas auxiliares una porcion de la orilla exterior en donde la dimension Da del eje de rotacion a la porcion de la orilla periferica exterior del aro de refuerzo es mayor que la dimension Db del eje de rotacion a la porcion de la orilla exterior de las paletas auxiliares.

Description

IMPULSOR DE BOMBA MEJORADO Campo del Invento La presente invención se refiere a impulsores y más particularmente a impulsores adecuados para uso en bombas centrifugas .

Antecedentes del Invento Las bombas centrifugas generalmente son utilizadas para manejar mezclas liquidas de sólidos particulados en el procesamiento mineral, y en las industrias del dragado. Esas bombas están sujetas a un desgaste severo por erosión de la pasta de las partículas del flujo, la cual conduce a consecuencias económicas considerables para dichas operaciones. Se ha hecho un esfuerzo considerable por parte de los fabricantes y usuarios para tratar de aliviar este problema . Dichas bombas centrífugas incluyen un alojamiento de la bomba con una cámara de la bomba en el mismo, y un impulsor colocado dentro de la cámara de la bomba para girar alrededor del eje de rotación. El impulsor es conectado de manera operativa a un lado de la flecha propulsora, encontrándose ahí una entrada en el otro lado de la misma. El impulsor incluye un enchufe al cual es conectada la flecha propulsora y por lo menos un aro de refuerzo. Una pluralidad de paletas de la bomba se encuentran en un lado del lado del refuerzo. Con frecuencia se proporcionan dos aros de refuerzo con paletas de bombeado entre ellas. El aro de refuerzo adyacente a la entrada es al que nos referimos generalmente como el aro de refuerzo frontal y al otro aro de refuerzo nos referimos como el aro de refuerzo posterior. Las bombas centrifugas, particularmente aquellas utilizadas para el transporte de pastas, generalmente utilizan paletas denominadas de "expulsión" y paletas auxiliares en los aros de refuerzo posterior y frontal del impulsor de la bomba, para ayudar a hacer girar el liquido en el espacio entre el aro de refuerzo y el recubrimiento lateral. Estas paletas auxiliares pueden ser de formas diferentes, dependiendo de las preferencias del diseñador individual . Haciendo girar el liquido en el espacio entre el impulsor y el recubrimiento lateral, se reduce la presión estática de la entrada del impulsor, debido al flujo centrifugo inducido (efecto de remolino) , de modo que el liquido entre las paletas auxiliares fluirá hacia la periferia del impulsor. El liquido regresa a la cara del recubrimiento lateral debido a la diferencia de presión de operación general entre la presión de la descarga del impulsor y la entrada. Las partículas del flujo también pueden ser purgadas desde la abertura, si la fuerza centrífuga es mayor que la fuerza de arrastre del líquido tendiendo a llevar las partículas dentro de la abertura. El propósito principal de las paletas auxiliares del aro de refuerzo frontal del impulsor, es reducir la presión de operación que fuerza el flujo desde la espiral de vuelta dentro del ojo del impulsor (flujo de recirculación) . Reduciendo la velocidad de flujo de recirculación, se reduce considerablemente el desgaste del impulsor y el recubrimiento lateral de la entrada que se acoplan. ? través de la presente descripción y las reivindicaciones siguientes, al menos que el contexto requiera lo contrario, la palabra "comprende" y las variaciones tales como "que comprende" o "comprendiendo", comprenderá que implican la inclusión de un entero o paso manifestado o un grupo de enteros o pasos, pero no la exclusión de cualquier otro entero o paso o grupo de enteros o pasos. La referencia a cualquier técnica anterior en esta descripción, no es ni deberá tomarse como un reconocimiento o cualquier forma de sugerencia de que la técnica anterior forma parte del conocimiento generalmente común en Australia . Existe un número de formas diferentes de paletas auxiliares que han sido desarrolladas y utilizadas en los impulsores existentes. En un ejemplo, mostrado en la Patente Norteamericana No. 4664592, cuyo contenido está incorporado a la presente descripción como referencia, se utiliza un número de paletas auxiliares radiales. Esas paletas auxiliares están localizadas en la cara frontal o posterior del aro de refuerzo, con una proyección anular alrededor de los extremos exteriores de las paletas auxiliares y extendiéndose un canal a través de la proyección anular entre las paletas auxiliares adyacentes . Un problema con las paletas auxiliares, con o sin las proyecciones anulares en la periferia, es la forma de punta de los vórtices (similares a vórtices de la punta de la paleta) los cuales, pueden ocasionar severo desgaste localizado de la periferia del impulsor y los recubrimientos laterales adyacentes, cuando son introducidas las partículas . Conforme se desgastan las partes, el vórtice que se forma detrás de cada una de las paletas de proyección se hace más grande y más fuerte, ocasionando un índice de desgaste creciente en el recubrimiento lateral adyacente. Se conocen bombas de agua las cuales incluyen paletas auxiliares con un diámetro más pequeño que el que el diámetro del aro de refuerzo y la paleta principal (los cuales generalmente son idénticos) . La razón por la que se hace esto es para reducir el desgaste, pero para reducir la acción de empuje hidráulico axial en el impulsor, el diámetro de la paleta auxiliar es dimensionado para equilibrar el empuje axial hidráulico.

Sumario de la Invención De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un impulsor adecuado para utilizarse en una bomba centrifuga, incluyendo el impulsor un aro de refuerzo que tiene caras opuestas, una porción del extremo periférico exterior y un eje de rotación, una pluralidad de paletas de bombeo en una de las caras del aro de refuerzo que se extiende lejos del eje de rotación, teniendo cada paleta de bombeo una porción de una orilla periférica exterior y una pluralidad de paletas auxiliares en la otra cara del aro de refuerzo, teniendo cada una de las paletas auxiliares una porción de orilla exterior en donde la dimensión Da del eje de rotación a la porción de la orilla periférica exterior del aro de refuerzo, es mayor que la dimensión del eje de rotación a la porción de la orilla exterior de las paletas auxiliares Db. En una forma preferida, el impulsor incluye dos aros de refuerzo, (un aro de refuerzo frontal y un aro de refuerzo posterior) con las paletas de bombeo entre ellos y las paletas auxiliares en uno o ambos de los aros de refuerzo. En una modalidad, el aro de refuerzo frontal se extiende más allá del diámetro de las paletas principales de bombeo y auxiliares. En otra modalidad, el aro de refuerzo posterior se extiende más allá del diámetro de las paletas de bombeo principales y auxiliares. Todavía en otra adaptación ambos aros de refuerzo el frontal y el posterior se extienden más allá del diámetro de las paletas auxiliares y de bombeo. Preferentemente, el diámetro de las paletas de bombeo y las paletas auxiliares son aproximadamente el mismo diámetro, por ejemplo, dentro de aproximadamente el 5% entre ellos. De preferencia, las paletas de bombeo y auxiliares son de un diámetro similar para asegurar una reducción adecuada de la presión y para reducir el flujo de recirculación, mientras el aro de refuerzo del impulsor se extiende más allá de ambas, como para aminorar el desgaste. El beneficio de la adaptación del impulsor con el aro de refuerzo extendido, es que el vórtice de la punta de cada una de las paletas auxiliares, es llevado contra la cara del aro de refuerzo extendido y es atrapado dentro de la abertura o espacio entre el aro de refuerzo y el recubrimiento lateral adyacente. Mediante esta construcción se reduce substancialmente el desgaste del impulsor y recubrimiento. Mediante la presente invención, parece que el efecto benéfico se deriva de no permitir la formación completa de vórtices de pico. Además, en una modalidad de la presente invención, se proporciona un impulsor con un aro de refuerzo de diámetro Da y una pluralidad de paletas auxiliares predominantemente radiales en la cara del aro de refuerzo frontal con un diámetro Db, el extremo radialmente exterior de las paletas, se ahusa de nuevo hacia el aro de refuerzo en un ángulo Z . Se ha descubierto que se reduce el desgaste del aro de refuerzo, el recubrimiento natural y la paleta auxiliar, particularmente cuando el Db es menor de 0.95 Da y más preferentemente de 0.65 a 0.95 Da y más preferentemente menor de 0.9 Da. Esto parece deberse a que no existe un espacio suficiente entre la punta de la paleta auxiliar y la periferia del aro de refuerzo para atrapar los vórtices de rastreo. El diámetro Db de preferencia es aproximadamente el mismo que el diámetro de la paleta de bombeo principal. Esta relación asegura que la capacidad de reducción de presión de las paletas auxiliares no sea dañada de manera importante cuando es comparada con la presión generada por las paletas de bombeo principales .

Breve Descripción de los Dibujos Las modalidades preferidas de la presente invención se describirán a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales: La figura 1 es una vista en perspectiva de un impulsor de la técnica anterior, tal y como se muestra en la figura 1 de la Patente Norteamericana No. 4,664,592; La figura 2 es una vista parcial seccional de un impulsor convencional y un expulsor de una paleta auxiliar de una bomba centrifuga; La figura 3 es una magnificación de la porción circulada de la figura 2 que muestra las trayectorias del flujo de la pasta entre la paleta auxiliar y el recubrimiento del aloj amiente- La figura 4 muestra una serie de fotografías de los perfiles de desgaste en las paletas de expulsión típicas; La figura 5 es una vista parcial seccional similar a la figura 2 pero que muestra una modalidad de un impulsor de acuerdo con la presente invención; La figura 6 es una fotografía que muestra el perfil del desgaste de las paletas auxiliares del impulsor de la técnica anterior; La figura 7 es una fotografía que muestra el perfil de desgaste de las paletas auxiliares en un impulsor de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 8 es una vista axial o del extremo de una modalidad adicional de un impulsor de acuerdo con la presente invención; y La figura 9 es una vista axial o del extremo de todavía otra modalidad de un impulsor de acuerdo con la presente invención.

Descripción Detallada del Invento El impulsor de la técnica anterior 1 de la figura 1 se describe completamente en la Patente Norteamericana No. 4,664,592 y se entenderá que hace referencia a dicha especificación . Tal y como se muestra en la figura 2 , un impulsor 20 es alojado en un recubrimiento del alojamiento 21. La pasta viaja a través del impulsor 20 desde la entrada 22 a la salida 23 de cada cámara de bombeo 24 conforme el impulsor gira dentro del recubrimiento del alojamiento 21. Un flujo de recirculación de la pasta desde la salida 23 a la entrada 22 ocurre de manera natural y ocasiona el desgaste abrasivo del recubrimiento lateral de entrada 25. La paleta de expulsión auxiliar 26 actúa para mover la pasta de recirculación 27 de nuevo hacia la salida del impulsor como lo representan las partículas 28. La trayectoria de flujo de la pasta entre el impulsor 20 y el recubrimiento 25 se muestra con mayor detalle en la figura 3. Los perfiles de desgaste de las paletas auxiliares que se aprecian en las fotografías de la figura 4, demuestran el problema confrontado por la industria y el cual va a ser aliviado mediante la aplicación de las modalidades de la presente invención. La figura 5 incluye los mismos números de referencia para partes similares a las designadas en las figuras 2 y 3. En esta modalidad de la presente invención, las paletas auxiliares son rectas, con un diámetro en el punto mostrado en la paleta auxiliar 26, de Db=0.85 Da, en donde Da es el diámetro del aro de refuerzo y en donde el ángulo Z=45°. El diámetro de Db es aproximadamente igual al diámetro de la paleta de bombeo principal indicado como De en la figura 5. Probando esta modalidad de la presente invención y comparando sus resultados con un ejemplo de la técnica anterior de este tipo mostrada en la figura 4, se exhibe un desgaste bastante reducido de las puntas de la paleta y del recubrimiento lateral adyacente por aproximadamente el mismo tiempo de operación. Como se puede apreciar en la fotografía de la figura 6, el desgaste de las paletas auxiliares de estos impulsores conocidos es extenso. En contraste, las paletas auxiliares del impulsor de la figura . 7, se encuentran en una condición considerablemente mejor que las paletas mostradas en la figura 6, a pesar de haber estado bajo operación en un entorno similar y por un período de tiempo similar. La modalidad del impulsor 30 de la figura 8 es formada con paletas auxiliares 31 que tienen extremos principal y posterior curvos, en vez de rectos como para las modalidades de las figuras 5 y 7. la adaptación correspondiente de la técnica anterior se muestra en la figura 6. Nuevamente, esta modalidad de la presente invención muestra un desgaste mucho muy reducido en las puntas de la paleta cuando es comparado con su equivalente de la técnica anterior para tiempos de operación similares.

La modalidad de la figura 9 muestra todavía otra variación del perfil de las paletas auxiliares 41 del impulsor 40. Finalmente, deberá quedar entendido que se pueden incorporar varias alteraciones, modificaciones y/o adiciones en diferentes construcciones y adaptaciones de las partes, sin salirse del espíritu o ámbito de la presente invención.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. Un impulsor adecuado para utilizarse en una bomba centrifuga, incluyendo el impulsor un aro de refuerzo que tiene caras opuestas, una porción de la orilla periférica exterior y un eje de rotación, una pluralidad de paletas de bombeo en una de las caras del aro de refuerzo y que se extienden lejos del eje de rotación teniendo cada una de las paletas de bombeo una porción de la orilla periférica exterior, y una pluralidad de paletas auxiliares en la otra cara del aro de refuerzo, teniendo cada una de las paletas auxiliares una porción de la orilla exterior, en donde la dimensión Da del eje de rotación a la porción de la orilla periférica exterior del aro de refuerzo es mayor que la dimensión del eje de rotación a la porción de la orilla exterior de las paletas auxiliares Db y es mayor que la dimensión De del eje de rotación a la porción de la orilla periférica exterior de las paletas de bombeo. 2. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aro de refuerzo es un aro de refuerzo posterior. 3. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el impulsor incluye además un aro de refuerzo frontal, encontrándose las paletas de bombeo entre los aros de refuerzo frontal y posterior y encontrándose las paletas auxiliares en la otra cara de uno de los aros de refuerzo. . Un impulsor de conformidad con al reivindicación 2, caracterizado porque el impulsor incluye además un aro de refuerzo frontal, encontrándose las paletas de bombeo entre los aros de refuerzo frontal y posterior y encontrándose las paletas auxiliares en la otra cara de cada uno de los aros de refuerzo. 5. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la dimensión Da del aro de refuerzo frontal es mayor que las dimensiones Db y De. 6. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la dimensión Da del aro de refuerzo posterior es mayor que las dimensiones Db y De. 7. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la dimensión Da de los aros de refuerzo frontal y posterior es mayor que las dimensiones Db y De. 8. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la dimensión Da del aro de refuerzo frontal es mayor que las dimensiones Db y De. 9. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la dimensión Da del aro de refuerzo posterior es mayor que las dimensiones Db y De. 10. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la dimensión Da de los aros de refuerzo frontal y posterior es mayor que las dimensiones Db y De. 11. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque Db y De son substancialmente el mismo . 12. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque las dimensiones Db y De se encuentran dentro de un 5% entre ellas. 13. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque Db es menor de 0.95 Da. 14. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la dimensión Db/Da es de 0.65 a 0.95. 15. Un impulsor de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la dimensión Db/Da es de 0.65 a 0.9.