ES2349239B1 - Una bomba centrifuga normalizada formada con piezas de fabricacion estandar (curvas o codos y bridas), soldadura y mecanizado y su procedimiento de fabricacion. - Google Patents

Abstract

Una bomba centrifuga normalizada formada con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), soldadura y mecanizado y su procedimiento de fabricación, construida preferiblemente en acero inoxidable.

Se refiere al proceso completo de fabricación de una bomba centrifuga caracterizada por estar formada con piezas de fabricación estándar, soldadura y mecanizado, así como al resultado.

Este procedimiento difiere del convencional por fundición, permitiendo abaratar costes de producción, reducir mano de obra, ahorrar materiales, reducir el consumo energético, reducir la contaminación ambiental, manteniendo la bomba un rendimiento muy similar a las fabricadas por moldeo o fundición.

Description

Una bomba centrífuga normalizada formada con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), soldadura y mecanizado y su procedimiento de fabricación.

Sector de la técnica

Este invento se refiere a una bomba centrífuga y a su procedimiento de fabricación, más en particular a una bomba centrífuga formada soldando piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas) de metal, preferiblemente acero inoxidable, y su procedimiento de fabricación.

Estado de la técnica anterior

La bomba centrífuga para propósitos industriales es un tipo de producto de mecánica general de gran necesidad, y se aplica a una gran variedad de campos industriales. Las bombas son fabricadas normalmente por fundición o moldeo, que es un procedimiento que consume mucha energía, material y mano de obra y que puede contaminar el medio ambiente. La fabricación de algunas partes de las bombas de gran caudal y de mayor o menor altura de elevación, por medio de fundición es muy laborioso y costoso, debido a las limitaciones del procedimiento. Por consiguiente, se investiga la producción de impulsores con láminas de metal por el método de prensado, soldadura y mecanizado y la fabricación de la bomba centrífuga con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), soldadura y mecanizado.

En algunas de las bombas centrífugas convencionales solamente los impulsores se forman únicamente por medio de prensado, soldadura y mecanizado de proyección de láminas de metal, mientras que las envolturas o cuerpos de las bombas siguen estando hechas por fundición. En consecuencia, los inconvenientes del procedimiento convencional de fundición no pueden ser superados fácilmente, y el procedimiento sigue siendo arduo y los resultados técnicos pobres. Este documento describe una bomba centrífuga que se forma con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), soldadura y mecanizado, que consiste en una brida de entrada, una brida de descarga, una cubierta trasera, un cuerpo de bomba y un impulsor. Dicho invento tiene como objeto fabricar todas las partes de la bomba centrífuga con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), soldadura y mecanizado para reducir la contaminación ambiental, reducir el coste económico, aliviar la intensidad del trabajo, mejorar la resistencia del cuerpo de la bomba y sus características técnicas, y mejorar en gran medida la eficacia operativa de la
bomba.

El inventor del invento presente, de acuerdo con su larga experiencia en campos tales como la fabricación, tratamiento e instalación de bombas y productos soldados, ha producido un diseño original basado en investigaciones y análisis repetidos, realizando finalmente el invento presente. Dirigido a la inadecuación de la tecnología actual, un objeto del invento es proporcionar una bomba cuyas partes en contacto con el líquido están totalmente fabricadas mediante procedimiento de prensado, soldadura y mecanizado. Ésta es una bomba centrífuga soldada que se caracteriza por su gran robustez y alta eficacia operativa; la robustez y la rigidez del cuerpo de la bomba son lo suficientemente buenas como para soportar la fuerza ejercida por las conducciones y la presión interna.

Otro objeto del invento es proporcionar un procedimiento de fabricación mediante el cual todas las partes de una bomba se forman con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), por prensado, soldadura y mecanizado.

Descripción del invento

Los objetivos del invento pueden ser conseguidos como sigue: el impulsor de la bomba se forma por prensado, soldado y mecanizado láminas de metal.

El cuerpo de la bomba se forma soldando piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas) y mecanizando el conjunto resultante. La tapa de la bomba se hace cortando chapa metálica, soldando láminas de metal prensadas y mecanizando.

El procedimiento de fabricación está caracterizado por las siguientes etapas: se hace un caballete en metal robusto y resistente, con una brida en posición horizontal en la parte superior y dos bridas en posición vertical en lo que será la aspiración de la bomba y la tapa posterior del cuerpo de la misma. En la base del caballete se dispondrán unos taladros para situar los que serán los pies de soporte de la bomba. Así será el caballete que mantendrá las distintas partes de la bomba a las debidas distancias y medidas normalizadas, de acuerdo con la norma DIN 24255, para ensamblar la bomba. Este caballete dispondrá de los taladros necesarios en las bridas y base para fijar firmemente las distintas partes y que éstas puedan ser soldadas sin que este proceso repercuta en la exactitud de las medidas.

La bomba del invento presente, formada con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), por prensado, soldadura y mecanizado, tiene una brida de entrada, una brida de descarga, una tapa trasera, un cuerpo de bomba y un impulsor, se caracteriza porque hay una cámara toroidal. Esta cámara se forma soldando las curvas o codos entre sí. Posteriormente se practica un corte por la parte interior del toroide, quedando éste abierto. El material resultante del corte se soldará en la parte frontal del toroide formando el cuello de la aspiración de la bomba y en su otro extremo de ese material se soldará la brida de entrada o aspiración. En la parte posterior del toroide se soldará una brida a la que se atornillará, cuando el ensamblaje esté finalizado, el soporte con el eje y el impulsor. En la parte superior del toroide hay una abertura que lleva soldado una curva o codo estándar y un cono difusor formando el cuello de descarga o impulsión de la bomba, y en el extremo superior de éste lleva soldada la brida de impulsión de la bomba.

Se pueden conseguir los objetivos del invento presente por medio de las etapas siguientes:

La presión de las conducciones está repartida regularmente y al mismo tiempo la rigidez y la intensidad del cuerpo de la bomba muestran el estado óptimo.

El cuello de descarga en la abertura del cuerpo de la bomba está soldado al cuerpo de la bomba, se parece a una elipse y su diámetro puede variar. Con esto se cumplen los requisitos de la sección transversal del fluido que fluye y puede reducir la resistencia y el ruido, aumentando así la eficacia.

Para distribuir uniformemente la presión de las conducciones sobre la superficie del cuerpo de la bomba y reforzar la intensidad de la brida de la entrada, se pueden unir unos nervios distribuidos uniformemente.

En la parte inferior del cuerpo de la bomba hay pies de soporte con unos taladros que servirán para anclar la bomba a una bancada, aumentando también así la resistencia del cuerpo de la bomba.

El impulsor comprende una placa frontal de impulsor, una placa trasera de impulsor y álabes espirales situados entre las dos placas. Esta estructura puede aumentar efectivamente la resistencia de los álabes del impulsor. El espacio entre la entrada al impulsor y la entrada al cuerpo de la bomba está obturado por los anillos de desgaste. De esta manera, el espacio existente entre las superficies de obturación de la obturación estético-dinámica es inferior a 0,5 milímetros, y el efecto es bueno.

Para resumir lo que se ha dicho anteriormente, las características técnicas del invento presente pueden ser descritas como sigue.

1. Todas las partes de la bomba centrífuga están formadas soldando piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas) además de láminas de metal, preferiblemente de acero inoxidable, mediante un procedimiento simple. Comparada con la misma bomba formada por fundición, el peso de la dicha bomba es muy inferior, su eficacia es similar y su costo notablemente inferior. La bomba ahorra energía y materiales y su eficacia de trabajo es elevada. Su uso evita la contaminación ambiental y alivia la intensidad del trabajo. Las láminas de metal pueden estar hechas con placas de acero inoxidable, que son resistentes a la corrosión y son duraderas. Puede transferir o manejar fluido muy viscoso y puede operar en medios ácidos, alcalinos, corrosivos y otros entre el margen de temperaturas de -40ºC a 180ºC.

2. El procedimiento de fabricación ha sido hábilmente diseñado. El espesor del cuerpo de la bomba formada con piezas de fabricación estándar es uniforme; tiene forma toroidal y está adaptada al flujo de los fluidos. La obturación estático-dinámica entre la entrada al impulsor y la entrada al cuerpo está obturada por anillos de desgaste con una holgura de obturación inferior a 0,5 mm. El cuello de descarga está soldado al cuerpo de la bomba.

3. La resistencia y la intensidad del cuerpo de la bomba centrífuga se encuentran ambas en su estado óptimo. El cuerpo puede resistir la máxima fuerza ejercida por las conducciones y la presión interna. Es aplicable de manera muy amplia tanto a casos de mayor o menor flujo y poca altura de elevación como a casos de mayor o menor flujo y gran altura de elevación de fluido sometido a presión.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista esquemática que muestra la estructura frontal de la bomba centrífuga de acuerdo con el invento presente.

La Figura 2 es una vista esquemática que muestra la estructura lateral de la bomba centrífuga de acuerdo con el invento presente.

La Figura 3 es una vista esquemática que muestra la estructura frontal del caballete que soporta las diferentes partes de la bomba según la norma DIN 24255 para que sean soldadas.

La Figura 4 es una vista esquemática que muestra la estructura lateral del caballete que soporta las diferentes partes de la bomba según la norma DIN 24255 para que sean soldadas.

La Figura 5 es una vista esquemática que muestra la estructura frontal del impulsor de la bomba centrífuga de acuerdo con el invento presente.

La Figura 6 es una vista esquemática que muestra la estructura lateral del impulsor de la bomba centrífuga de acuerdo con el invento presente.

La Figura 7 es una vista esquemática que muestra la estructura frontal del eje de la bomba centrífuga de acuerdo con el invento presente.

La Figura 8 es una vista esquemática que muestra la estructura lateral del eje de la bomba centrífuga de acuerdo con el invento presente.

Mejor modo para realizar el invento

Como se muestra en las figuras 1 y 2, el cuerpo de la bomba (2), el cuello de aspiración (11) y el cuello de impulsión (5) están formados con curvas o codos de fabricación estándar y láminas de metal soldadas. El proceso de fabricación del cuerpo de la bomba del invento presente es como sigue: cuatro curvas o codos de fabricación estándar se sueldan formando un toroide. Luego se practica una abertura longitudinal en el interior del toroide. En una cara del toroide se suelda una brida fabricada en metal manteniendo unas dimensiones normalizadas a la que, cuando esté más avanzado el proceso de ensamblaje se atornillará la tapa de la bomba (7), pero que inicialmente nos sirve para fijar el cuerpo de la bomba (2) a la brida (20) del caballete que se muestra en las figuras 3 y 4 y que nos permite ensamblar la bomba conforme a las medidas estándar establecidas por la norma DIN 24255. Una vez fijado el cuerpo de la bomba (2) a la brida (20) del caballete, se suelda nuevamente el material extraído en el corte del toroide al cuerpo de la bomba (2) por un extremo y, a continuación, una lámina de metal de suficiente espesor prensada y soldada formando un tubo, para formar el cuello de aspiración de la bomba (11), en el que también se suelda una brida de fabricación estándar para ser así la brida de aspiración de la bomba (10). Unos nervios de refuerzo (12), formados con láminas de metal debidamente dimensionados y de espesor suficiente, se sueldan entre el cuello de aspiración (11) y el cuerpo de la bomba (2). En la parte superior del cuerpo de la bomba (2) se practica un corte y se suelda el cuello de impulsión (5) formado con una curva o codo de fabricación estándar debidamente cortado y una lámina de metal prensada y soldada en forma troncocónica para mejorar el flujo del líquido bombeado hacia la salida de la bomba. En la parte superior del cuello de impulsión (5) se suelda una brida de fabricación estándar para ser así la brida de impulsión de la bomba (6). En la parte inferior del cuerpo de la bomba (2) se sueldan unos pies (14) formados con láminas de metal y que están firmemente fijados mediante tomillos a las bases (21) del caballete con el fin de soportar el peso del conjunto de la bomba y fijar la medida normalizada de la altura de la bomba. Con esto ya tenemos ensambladas las parte principales que forman el conjunto del cuerpo de la bomba. Este conjunto se mecanizará interiormente con el fin de perfeccionar el asiento del anillo de desgaste frontal (1).

La tapa de la bomba (7) se fabrica con una lámina de metal, de suficiente espesor, cortada en forma de disco, a la que se sueldan unos aros fabricados con láminas de metal prensadas que constituyen, una vez soldados a tapa de la bomba (7), el anillo de desgaste posterior (4) y el aro de encaje de la tapa (13) en el cuerpo de la bomba (2). En el centro de la tapa de la bomba (7) se suelda un redondo de metal que se mecaniza a las medidas necesarias y que forma el alojamiento del sello mecánico (9). Esta tapa se acopla al cuerpo de la bomba (2), en el que encaja perfectamente gracias al aro de encaje de la tapa (13), y se fija mediante unos tornillos.

El soporte de los rodamientos (16) se fabrica por fundición o moldeo, de acuerdo con los procedimientos habituales, ya que no supone ninguna novedad inventiva, atendiendo a las necesidades y medidas de la bomba. Se fabrica por fundición o moldeo ya que esta es una parte sometida a variaciones de temperatura, dilataciones, vibraciones, fuerzas y desgastes, y la robustez y rigidez que proporciona este procedimiento de fabricación son los más adecuados para esta parte de la bomba. Este soporte (16) se fija mediante tomillos a la tapa de la bomba (7). Su función es soportar y mantener a las distancias adecuadas el eje de la bomba (15) con unos rodamientos (17) para el funcionamiento normal de la bomba.

El eje de la bomba (5) y figuras 6 y 7, se fabrica de acuerdo con los procedimientos habituales, ya que no supone ninguna novedad inventiva, atendiendo a las necesidades y medidas de la bomba. El eje de la bomba (5) pasa a través del centro de la tapa de la bomba (7) y está soportado por los rodamientos (17) y junto, con el sello mecánico (8), está instalado y también combinado. En el extremo frontal del eje de la bomba (5) se inserta el impulsor (3) que, a su vez, se introduce el centro del cuerpo de la bomba. El conjunto formado por el soporte de los rodamientos (16), la tapa de la bomba (7), eje (5) e impulsor (3), se puede extraer fácilmente, retirando los tornillos de fijación, para proceder a las operaciones de inspección o mantenimiento necesarias.

En resumen, el invento presente proporciona una bomba centrífuga formada con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), por prensado, soldadura y mecanizado con su efectividad, factibilidad de procedimiento, estructura sólida y rendimiento excelente. Resulta evidente que el invento presente posee novedad, inventiva y aplicabilidad práctica. Tanto la rigidez como la intensidad del cuerpo de la bomba son mejoradas. Lo que se ha mencionado anteriormente es la realización real de este nuevo procedimiento y de sus principios técnicos. Debe tenerse en cuenta que cualquier cambio equivalente que no se desvíe de estos principios técnicos, cuando las funciones que produzca no sobrepasen el espíritu incluido en esta descripción y en los dibujos, debe ser considerado dentro del ámbito del invento presente.

Aplicabilidad industrial

El invento presente proporciona una bomba centrífuga formada con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), por prensado, soldadura y mecanizado, que puede sustituir a la bomba formada por moldeo. Soluciona el difícil problema del moldeo de la bomba de pequeño flujo, impulsor estrecho. El procedimiento de fabricación y la estructura propuesta en el invento presente aseguran una bomba centrífuga con una resistencia y rigidez relativamente altas. El espesor del cuerpo de la bomba es uniforme y la fuerza que ejercen las conducciones puede ser distribuida uniformemente en la superficie del cuerpo. La cámara es toroidal, no uniforme y aumenta en la dirección del flujo del fluido. Este diseño se ajusta más a la mecánica del fluido y la bomba puede soportar mayor presión interna y es más eficaz. Es especialmente adecuada para gran flujo, mayor o menos altura de elevación de agua limpia y fluido viscoso. Las ventajas del invento presente son las siguientes: en comparación con la bomba formada por moldeo, su peso es muy inferior, su eficacia es similar y su costo notablemente inferior. Puede ahorrar materiales, energía y, en gran medida, reducir la contaminación medioambiental.

Claims (5)

1. Una bomba centrífuga formada con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), por prensado, soldadura y mecanizado, que consiste en una brida de entrada (10), una brida de descarga (6), una tapa de bomba (7), un cuerpo de bomba (2) y un impulsor (3), en la que en el cuerpo de bomba (2) hay una cámara toroidal en la que se aloja el impulsor (3), la cámara se extiende radialmente hacia el exterior en la dirección del flujo del fluido, su sección transversal se parece en líneas generales a un semicírculo, hay una abertura de descarga que es el cuello de impulsión (5) soldado al cuerpo de la bomba (2), siendo el cuello de impulsión (5) diametralmente variable y en su parte superior lleva soldada una brida de descarga (6), existiendo también una abertura de aspiración en la que se suelda el cuello de aspiración (11) reforzando esta unión unos nervios (12) que proporcionan mayor rigidez a la estructura, que se caracteriza porque en el cuerpo de bomba (2) hay unos pies de apoyo (14) que sostienen el cuerpo de bomba (2).

2. Una bomba centrífuga formada con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), por prensado, soldadura y mecanizado de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque el impulsor (3) consiste en una placa impulsora delantera, una placa impulsora trasera y unos álabes impulsores espirales situados entre dichas dos placas formados con láminas de metal prensadas y soldadas.

3. Una bomba centrífuga formada con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), por prensado, soldadura y mecanizado de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque entre la entrada al impulsor (3) y el cuerpo de la bomba (2) hay un anillo de desgaste frontal (1), y entre la parte posterior del impulsor (3) y la tapa de la bomba (7) hay un anillo de desgaste posterior (4) con el objeto de obturar.

4. Un procedimiento de fabricación de una bomba centrífuga formada con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), por prensado, soldadura y mecanizado, merced al cual se forman por soldadura de curvas o codos el cuerpo de bomba (2), por medio de prensado y soldadura el impulsor (3), los anillos de desgaste (1 y 4), la tapa trasera (7) y los pies de la bomba (14), que se caracteriza porque el procedimiento de fabricación del cuerpo de la bomba (2) es como sigue: se hace un caballete, figuras 3 y 4, de metal robusto y resistente, con bridas (18, 19 y 20) y bases para pies de bomba (21), que nos permite ensamblar la bomba conforme a las medidas estándar establecidas por la norma DIN 24255, se sueldan cuatro curvas o codos de fabricación estándar formando un toroide, que se cortará longitudinalmente en su interior y se le soldará una brida en una cara que posteriormente servirá para fijar la tapa de la bomba (7) pero que inicialmente fijaremos al caballete para realizar el ensamblaje de la bomba, al material resultante del corte del toroide se le soldará una lámina de metal prensada y soldada formando un tubo con una brida soldada en un extremo y se soldará a la otra cara del toroide para formar el cuello de aspiración (11), Unos nervios de refuerzo (12), formados con láminas de metal debidamente dimensionados y de espesor suficiente, se sueldan entre el cuello de aspiración (11) y el cuerpo de la bomba (2). En la parte superior del cuerpo de la bomba (2) se practica un corte y se suelda el cuello de impulsión (5) formado con una curva o codo de fabricación estándar debidamente cortado y una lámina de metal prensada y soldada en forma troncocónica para mejorar el flujo del líquido bombeado hacia la salida de la bomba. En la parte superior del cuello de impulsión (5) se suelda una brida de fabricación estándar para ser así la brida de impulsión de la bomba (6). En la parte inferior del cuerpo de la bomba (2) se sueldan unos pies (14) formados con láminas de metal y que están firmemente fijados mediante tornillos a las bases (21) del caballete con el fin de soportar el peso del conjunto de la bomba y fijar la medida normalizada de la altura de la bomba. Con esto ya tenemos ensambladas las parte principales que forman el conjunto del cuerpo de la bomba. Este conjunto se mecanizará interiormente con el fin de perfeccionar el asiento del anillo de desgaste frontal (1).

5. El procedimiento de fabricación de una bomba centrífuga formada con piezas de fabricación estándar (curvas o codos y bridas), por prensado, soldadura y mecanizado de acuerdo a la reivindicación 1, que se caracteriza porque el material constructivo es metálico, preferiblemente acero inoxidable.