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ES2336177B1 - PUMP WITH DIRECT PUSH RECOVERY FOR THE IMPULSION OF FLUIDS. - Google Patents

PUMP WITH DIRECT PUSH RECOVERY FOR THE IMPULSION OF FLUIDS. Download PDF

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ES2336177B1
ES2336177B1 ES200800019A ES200800019A ES2336177B1 ES 2336177 B1 ES2336177 B1 ES 2336177B1 ES 200800019 A ES200800019 A ES 200800019A ES 200800019 A ES200800019 A ES 200800019A ES 2336177 B1 ES2336177 B1 ES 2336177B1
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Abstract

Bomba con recuperador de empuje directo para la impulsión de fluidos, formada por mecanismos de bombeo integrados por émbolos (4) que son actuados en movimiento longitudinal de vaivén, jugando en cada mecanismo de bombeo el émbolo correspondiente (4) entre dos cámaras (6 y 7), por una de las cuales se establece el paso del fluido a bombear, mientras que en la otra cámara entra y sale el flujo de rechazo del sistema de aplicación, de manera que dicho flujo de rechazo actúa en empuje directo sobre el émbolo (4) ejerciendo una acción de complemento del accionamiento del mismo.Pump with direct thrust recuperator for fluid drive, consisting of integrated pumping mechanisms by pistons (4) that are operated in longitudinal movement of sway, playing in each pumping mechanism the plunger corresponding (4) between two cameras (6 and 7), by one of which the passage of the fluid to be pumped is established, while in the other camera enters and exits the rejection flow of the application system, so that said rejection flow acts in direct push on the piston (4) exerting a complement action of the drive of the same.

Description

Bomba con recuperador de empuje directo para la impulsión de fluidos.Pump with direct thrust recuperator for fluid drive

Sector de la técnicaTechnical sector

El objeto de la invención está relacionado con el bombeo de líquidos en sistemas que poseen un caudal de rechazo con una energía susceptible de ser recuperada, tal como la desalación por ósmosis inversa, proponiendo una bomba de desplazamiento positivo que incluye en una sola unidad el conjunto funcional del bombeo y el conjunto recuperador de la energía del rechazo que se trata de aprovechar, utilizando dicha energía del rechazo como complemento de empuje directo de accionamiento del bombeo.The object of the invention is related to the pumping of liquids in systems that have a rejection flow with an energy that can be recovered, such as desalination by reverse osmosis, proposing a pump positive displacement that includes the whole in a single unit Functional pumping and energy recovery set of rejection that is about harnessing, using said energy from rejection as a complement of direct drive thrust of the pumping.

Estado de la técnicaState of the art

En el ámbito industrial existen sistemas de desplazamiento de fluidos que conllevan un caudal de rechazo con una energía susceptible de ser aprovechada, como los procesos de desalación por ósmosis inversa, en los que se suministra un caudal de agua salada a cierta presión, obteniéndose agua dulce y un rechazo de salmuera que resulta con una presión cercana a la del caudal de alimentación.In the industrial field there are systems of displacement of fluids that entail a flow of rejection with a energy that can be harnessed, such as the processes of reverse osmosis desalination, in which a flow rate is supplied of salt water at a certain pressure, obtaining fresh water and a brine rejection resulting in a pressure close to that of the feed rate

En la desalación por ósmosis inversa se bombea agua a 60 bares a las membranas desaladoras, obteniéndose aproximadamente un 45% de agua dulce y un 55% de salmuera (rechazo), de manera que el agua dulce sale sin presión (0 bares), en tanto que el rechazo sale a una presión entre 1 y 1,5 bares menor que la de alimentación, es decir entre 58,5 y 59 bares, conllevando esta presión del rechazo una energía que puede ser aprovechada.In desalination by reverse osmosis is pumped 60 bar water to desalination membranes, obtaining approximately 45% fresh water and 55% brine (rejection), so that fresh water comes out without pressure (0 bar), while the rejection comes at a pressure between 1 and 1.5 bar lower than that of food, that is between 58.5 and 59 bars, leading to this rejection pressure an energy that can be harnessed.

Las soluciones utilizadas en la actualidad para aprovechar la energía del caudal de rechazo en las desaladoras, utilizan mecanismos independientes, para actuar un bombeo complementario de la alimentación:The solutions currently used for harness the energy of the rejection flow in desalination plants, they use independent mechanisms, to act a pumping Supplementary feed:

A)TO)
Mediante turbinas Pelton, que consisten en bombas centrifuga, al eje de las cuales se acopla un mecanismo recuperador de la energía del caudal de rechazo de la desaladora, de manera que mediante dicho mecanismo se aplica un par complementario al motor de la bomba correspondiente, con lo cual disminuye la necesidad energética de actuación del motor.Through Pelton turbines, which consist of pumps centrifuge, to which axis a recovery mechanism is coupled of the energy of the desalination rejection flow, so that by means of said mechanism a complementary torque is applied to the motor of the corresponding pump, which reduces the need Energy performance of the engine.

B)B)
Mediante cámaras isobáricas, las cuales utilizan el propio fluido de rechazo para ejercer el empuje necesario para efectuar el bombeo, a través de una bomba de alimentación cuyo rendimiento es del 96-97%.Through isobaric chambers, which use the own rejection fluid to exert the necessary thrust to carry out the pumping, through a feed pump whose yield is 96-97%.

En este caso, como las cámaras isobáricas deben trabajar a 60 bares y el rechazo de las desaladoras sale a 58,5-59 bares, si se introduce este rechazo directamente en la bomba de alimentación, cuyo rendimiento es del 96-97%, a su salida se obtienen solo 58 bares; de manera que es necesario colocar una bomba complementaria que proporcione un aumento de 2 bares, para que la alimentación entre en la cámara isobárica a los 60 bares necesarios.In this case, how isobaric chambers should work at 60 bars and the rejection of desalination plants goes to 58.5-59 bars, if this rejection is introduced directly on the feed pump, whose performance is of 96-97%, at its output only 58 bars are obtained; from so it is necessary to place a complementary pump that provide an increase of 2 bars, so that the power enters the isobaric chamber at the necessary 60 bars.

Esta disposición obliga a controlar el caudal suministrado por la bomba primaria y por la bomba complementaria, que se mezclan en la alimentación, teniendo que sincronizarlo todo perfectamente, lo cual requiere unos controles muy complejos, complicados y costosos.This provision forces the flow control supplied by the primary pump and the complementary pump, that mix in the feed, having to synchronize everything perfectly, which requires very complex controls, complicated and expensive.

Se halla admitido técnicamente, por otra parte, que los sistemas de desplazamiento positivo son de mayor rendimiento que los centrífugos, pero en el mercado actual no hay bombas de desplazamiento positivo que aporten grandes caudales, por lo que las bombas existentes de este tipo no son aplicables en los sistemas de desalación.It is technically admitted, on the other hand, that positive displacement systems are better performing than centrifuges, but in the current market there are no pumps positive displacement that provide large flows, so that Existing pumps of this type are not applicable in the systems of desalination

Objeto de la invenciónObject of the invention

De acuerdo con la invención se propone una bomba de desplazamiento positivo, cuya realización se ha previsto con unas características que permiten la aportación de un gran caudal, permitiendo por lo tanto la aplicación en sistemas, como la desalación y otros semejantes, dado el alto rendimiento que se consigue.According to the invention a pump is proposed positive displacement, whose realization is planned with some characteristics that allow the contribution of a large flow, therefore allowing application in systems, such as desalination and other similar, given the high performance that get.

Esta bomba objeto de la invención consta de un conjunto funcional que integra en una misma unidad estructural el sistema de bombeo y un sistema recuperador de la energía de un fluido de rechazo, mediante un émbolo que es actuado por un cigüeñal en juego de desplazamiento entre dos cámaras provistas con sendos pares de válvulas antagónicas que controlan el cierre y la apertura de respectivas entradas y salidas de dichas cámaras, siendo gobernadas esas válvulas de manera sincronizada por el mismo accionamiento del cigüeñal actuador del émbolo.This pump object of the invention consists of a functional set that integrates in the same structural unit the pumping system and an energy recovery system of a rejection fluid, using a plunger that is actuated by a crankshaft in scrolling game between two cameras provided with two pairs of antagonistic valves that control the closing and opening of respective inputs and outputs of said cameras, being governed those valves synchronously by it crankshaft actuator piston actuator.

Se obtiene así un conjunto funcional que permite establecer el paso del fluido a bombear por una de las cámaras entre las que juega el émbolo, mientras que por la otra cámara se puede establecer el paso del flujo de rechazo cuya energía se trata de aprovechar, de forma que dicha energía del flujo de rechazo se utiliza para impulsar el avance del émbolo en la acción del bombeo, complementando la acción del cigüeñal.A functional set is thus obtained that allows establish the passage of the fluid to be pumped through one of the chambers between the ones played by the plunger, while on the other chamber you can set the rejection flow step whose energy is about harness, so that said rejection flow energy is used to drive the advance of the plunger in the pumping action, complementing the action of the crankshaft.

De esta forma, el aprovechamiento de la energía del flujo de rechazo se realiza directamente en la propia bomba de impulsión del fluido a bombear, utilizándose dicha energía del flujo de rechazo como actuación complementaria del accionamiento del émbolo de la bomba, consiguiéndose un rendimiento muy elevado del bombeo.In this way, the use of energy of the rejection flow is performed directly on the pump itself impulsion of the fluid to be pumped, using said flow energy of rejection as a complementary action of the pump piston, achieving a very high performance of the pumping.

De este modo, con una energía de accionamiento exterior muy pequeña se puede obtener un bombeo con la presión necesaria para los sistemas de desalación por ósmosis inversa, u otros similares, aprovechando la energía del propio flujo de rechazo del sistema como energía de accionamiento de la bomba de impulsión del bombeo, optimizando así el consumo energético, sin necesidad de controles complicados como los que requieren los sistemas de cámaras isobáricas.In this way, with a drive energy very small outside you can get a pump with pressure necessary for reverse osmosis desalination systems, or other similar ones, taking advantage of the energy of the rejection flow itself of the system as drive pump drive energy of pumping, thus optimizing energy consumption, without the need for complicated controls such as those required by camera systems isobaric

Además, dado que el recuperador actúa por empuje, no es necesario ningún sistema de regulación y control para asegurar el continuo equilibrio y continuidad entre el caudal que se bombea con la bomba y el que es bombeado por el recuperador. Y, por otra parte, al ser el recuperador de desplazamiento positivo, se mantiene de forma permanente la conversión del proceso de ósmosis inversa, siendo solo necesario actuar sobre el caudal de bombeo si redesea mantener una calidad de agua constante, y aportando más par en el accionamiento mecánico se puede compensar el progresivo aumento de pérdida de carga en las membranas de ósmosis inversa con el paso del tiempo entre los procesos de limpieza de dichas membranas.In addition, since the recuperator acts by push, no regulation and control system is necessary to ensure the continuous balance and continuity between the flow that is it pumps with the pump and the one that is pumped by the recuperator. And by On the other hand, being the positive displacement recuperator, permanently maintains the conversion of the osmosis process Inverse, it is only necessary to act on the pumping flow if It is necessary to maintain a constant water quality, and providing more torque in the mechanical drive the progressive can be compensated increased load loss in reverse osmosis membranes with the passage of time between the cleaning processes of said membranes

La bomba con recuperador de empuje directo se adapta también perfectamente a los cambios de régimen o de revoluciones, resultando especialmente adecuada para trabajar movida por accionamientos de velocidad variable, de modo que con esta bomba se puede regular en origen el volumen del vertido de rechazo, para la adaptación a diferentes tipos de instalación según las necesidades, como por ejemplo:The pump with direct thrust recuperator is also adapts perfectly to regime changes or revolutions, being especially suitable for working moved by variable speed drives, so that with this pump the volume of the rejection spill can be regulated at source, to the adaptation to different types of installation according to the needs, such as:

--
Instalación de desaladoras en la costa, con vertido del rechazo mar adentro, en donde las tuberías necesarias implican un alto costo, de manera que para reducir el diámetro de las tuberías de la conducción del vertido a alta mar, es necesario devolver el menor volumen de rechazo.Installation of desalination plants on the coast, with dumping of offshore rejection, where the pipes necessary involve a high cost, so that to reduce the diameter of the pipelines of the discharge pipe to the high seas, is It is necessary to return the smallest volume of rejection.

--
Instalación de desaladoras en alta mar, en donde los rechazos se vierten directamente al mar sin necesidad de tuberías de conducción, pudiendo ser grande el volumen del vertido.Installation of desalination plants on the high seas, where rejections are poured directly into the sea without need of conduit pipes, the volume of the spill.

--
Instalación de desaladoras subterráneas, por ejemplo bajo un paseo marítimo, en donde puede interesar un volumen grande de rechazo, para que baje la concentración y se pueda verter en la proximidad de la costa.Installation of underground desalination plants, for example under a promenade, where a large volume of rejection, so that the concentration drops and you can pour in the proximity of the coast.

Las válvulas de las cámaras entre las que juega el émbolo de la bomba son de tipo rotativo, siendo actuadas por una transmisión común que determina una distribución desmodrómica, constituyendo un sistema sincronizado de admisión e impulsión en cada una de las cámaras, con relación sincronizada a la vez entre los sistemas de ambas cámaras.The valves of the cameras between which he plays the piston of the pump are of rotary type, being acted by a common transmission that determines a demodromic distribution, constituting a synchronized system of admission and drive in each of the cameras, with synchronized relationship at the same time between the systems of both cameras.

En la disposición del montaje el émbolo de la bomba se dispone con un sistema de estanqueidad sin junta, de tipo cerámico, que no requiere mantenimiento, pudiendo complementarse con un sistema de estanqueidad de presión compensada con lubricación, consiguiéndose una disposición con mínima perdida volumétrica y sin desgastes.In the assembly arrangement the piston of the pump is available with a sealing system without gasket, type ceramic, which does not require maintenance, and can be complemented with a pressure-compensated sealing system with lubrication, getting an arrangement with minimum volumetric loss and without wear

Por todo ello, dicha válvula objeto de la invención resulta de unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente, respecto de las soluciones convencionales, para la función a la que se halla destinada.Therefore, said valve subject to invention results from certainly advantageous features, acquiring own life and preferential character, with respect to the conventional solutions, for the function to which it is destined.

Descripción de las figurasDescription of the figures

La figura 1 muestra en perspectiva una realización práctica de la bomba objeto de la invención.Figure 1 shows in perspective a practical embodiment of the pump object of the invention.

La figura 2 es una perspectiva desde otro ángulo, de la bomba de la figura anterior.Figure 2 is a perspective from another angle, of the pump of the previous figure.

La figura 3 es una vista frontal de la bomba seccionada por el cuerpo de bombeo.Figure 3 is a front view of the pump sectioned by the pumping body.

La figura 4 es una vista lateral seccionada del conjunto de la bomba.Figure 4 is a sectional side view of the pump assembly.

La figura 5 es una sección longitudinal de un mecanismo de bombeo elemental de la bomba.Figure 5 is a longitudinal section of a Elementary pumping mechanism of the pump.

Las figuras 6 y 7 representan dos posiciones del mecanismo de bombeo en la fase de aspiración.Figures 6 and 7 represent two positions of the pumping mechanism in the suction phase.

Las figuras 8 y 9 representan dos posiciones del mecanismo de bombeo en la fase de impulsión.Figures 8 and 9 represent two positions of the pumping mechanism in the drive phase.

La figura 10 es un detalle del montaje de estanqueidad sin juntas del émbolo del mecanismo de bombeo.Figure 10 is a detail of the assembly of seal-free seal of the pumping mechanism piston.

La figura 11 es un detalle del montaje de estanqueidad con cámara de presión compensada y lubricación, del émbolo del mecanismo de bombeo.Figure 11 is a detail of the assembly of tightness with compensated pressure chamber and lubrication, of piston of the pumping mechanism.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

El objeto de la invención se refiere a una bomba destinada para la impulsión de fluidos en sistemas que producen un caudal de rechazo con una energía que puede ser aprovechada, como las desaladoras por ósmosis inversa o sistemas semejantes, con una realización que incluye en un mismo conjunto funcional el sistema de bombeo y el sistema de recuperación de la energía del rechazo.The object of the invention relates to a pump intended for the impulsion of fluids in systems that produce a rejection flow with an energy that can be harnessed, such as desalination plants by reverse osmosis or similar systems, with a embodiment that includes in the same functional set the system of pumping and rejection energy recovery system.

En su conjunto general la bomba de la invención comprende, como se observa en las figuras 1 y 2, un cuerpo (1) en el que se incluyen el sistema de bombeo y el sistema de recuperación de la energía del rechazo, un cuerpo (2) en el que se incluye el sistema de accionamiento, y un motor (3) que actúa el accionamiento.In general, the pump of the invention it comprises, as seen in figures 1 and 2, a body (1) in the which include the pumping system and the recovery system of the energy of rejection, a body (2) in which the drive system, and a motor (3) that operates the drive

El sistema de bombeo puede comprender múltiples mecanismos de acción combinada, integrados por respectivos émbolos (4) que son actuados en desplazamiento longitudinal por un cigüeñal (5) accionado por el motor (3), como se desprende de las figuras 3 y 4.The pumping system can comprise multiple combined action mechanisms, integrated by respective pistons (4) that are operated in longitudinal displacement by a crankshaft (5) driven by the motor (3), as shown in Figures 3 and Four.

Según la figura 5, cada mecanismo del sistema de bombeo actúa en relación con dos cámaras (6 y 7), entre las cuales juega el émbolo (4) correspondiente en su desplazamiento actuado por el cigüeñal (5), de forma que la parte delantera del émbolo (4) se mueve en una (6) de dichas cámaras, mientras que la parte posterior del mismo émbolo (4) se mueve en la otra cámara (7).According to figure 5, each mechanism of the system pumping acts in relation to two chambers (6 and 7), among which plays the corresponding piston (4) in its displacement actuated by the crankshaft (5), so that the front part of the plunger (4) is move in one (6) of said cameras, while the back of the same piston (4) moves in the other chamber (7).

La cámara (6) posee una entrada (8) y una salida (9), en las cuales actúan sendas válvulas (8.1 y 9.1)) de apertura y cierre, mientras que la cámara (7) posee a su vez una respectiva entrada (10) y una respectiva salida (11), en las cuales actúan asimismo sendas válvulas (10.1 y 11.1) de apertura y cierre.The camera (6) has an input (8) and an output (9), in which two opening valves (8.1 and 9.1) act and closing, while the camera (7) has a respective input (10) and a respective output (11), in which they act also two valves (10.1 and 11.1) opening and closing.

Las válvulas (8.1, 9.1, 10.1 y 11.1) son de tipo rotativo y son actuadas todas ellas en común, mediante una correa de transmisión (12), desde el eje del cigüeñal (5), de forma que el accionamiento de dichas válvulas resulta sincronizado entre ellas y a la vez sincronizado con el movimiento del émbolo (4) del mecanismo de bombeo.The valves (8.1, 9.1, 10.1 and 11.1) are of type rotary and all of them are operated in common, by means of a belt transmission (12), from the crankshaft shaft (5), so that the actuation of said valves is synchronized between them and at the same time synchronized with the movement of the piston (4) of the mechanism pumping.

En estas condiciones, estableciendo, por ejemplo, el paso de un fluido a bombear, como puede ser el agua salada de alimentación a una desaladora por ósmosis inversa, a través de la cámara (6), y el paso del flujo de rechazo del sistema (salmuera en el caso del ejemplo mencionado), a través de la cámara (7), al ser actuado el mecanismo de bombeo, cuando el émbolo (4) retrocede, como representa la figura 6, la entrada (8) de la cámara (6) se encuentra abierta y la salida (9) cerrada, mientras que la entrada (10) de la cámara (7) se encuentra cerrada y la salida (11) abierta, con lo cual el fluido a bombear es aspirado hacia la cámara (6) a través de la entrada (8), mientras que el fluido de rechazo que se encuentra en la cámara (7) es expulsado a través de la salida (11) de ésta.Under these conditions, establishing, by For example, the passage of a fluid to be pumped, such as water Salty feed to a desalination plant by reverse osmosis, to through the chamber (6), and the passage of the system rejection flow (brine in the case of the mentioned example), through the chamber (7), when the pumping mechanism is actuated, when the piston (4) goes back, as shown in figure 6, the input (8) of the camera (6) is open and the exit (9) closed, while the camera inlet (10) (7) is closed and outlet (11) open, whereby the fluid to be pumped is sucked into the chamber (6) through the inlet (8), while the rejection fluid which is in the chamber (7) is ejected through the exit (11) of this one.

Esa situación se mantiene hasta que el émbolo (4) llega al limite de recorrido hacia atrás, momento en el cual las válvulas (8.1 y 11.1), que han ido girando, llegan a la posición de cierre de la entrada (8) y de la salida (11) respectivas, mientras que las válvulas (9.1 y 10.1), que también han ido girando, llegan a la posición de iniciar la apertura de la salida (9) de la cámara (6) y de la entrada (10) de la cámara (7), respectivamente, como se observa en la figura 7.That situation remains until the plunger (4) reaches the limit of travel backwards, at which time the valves (8.1 and 11.1), which have been turning, reach the position of closure of the respective entrance (8) and exit (11), while that the valves (9.1 and 10.1), which have also been turning, reach the position to start opening the output (9) of the camera (6) and of the input (10) of the chamber (7), respectively, as see in figure 7.

Cuando el émbolo (4) llega al limite del recorrido hacia atrás, se invierte el movimiento del mismo en desplazamiento hacia delante, durante el cual la entrada (8) de la cámara (6) permanece cerrada y la salida (9) abierta, mientras que la entrada (10) de la cámara (7) se mantiene abierta y la salida (11) cerrada, como se observa en la figura 8.When the piston (4) reaches the limit of the backward movement, its movement is reversed in forward movement, during which the entrance (8) of the chamber (6) remains closed and the output (9) open, while the input (10) of the camera (7) is kept open and the output (11) closed, as seen in figure 8.

En esta fase, el desplazamiento del émbolo (4) provoca la impulsión del fluido que se halla en la cámara (6), a través de la salida (9), mientras que el flujo de rechazo llega con la presión que tiene a la cámara (7), de manera que el desplazamiento del émbolo (4), en esta situación, se produce por la acción del cigüeñal (5) y por el empuje que el flujo de rechazo ejerce en la cámara (7) sobre la parte posterior del propio émbolo (4), de manera que la energía del accionamiento que debe suministrar el motor (3) al cigüeñal (5) se ve reducida en la medida de la acción de empuje directo con la que colabora el flujo de rechazo sobre el émbolo (4).In this phase, the piston displacement (4) causes the fluid in the chamber (6) to drive, through the exit (9), while the rejection flow arrives with the pressure it has on the chamber (7), so that the piston displacement (4), in this situation, is produced by the crankshaft action (5) and by the thrust that the rejection flow exerts in the chamber (7) on the back of the piston itself (4), so that the power of the drive to be supplied the engine (3) to the crankshaft (5) is reduced as far as the direct push action with which the rejection flow collaborates on the plunger (4).

La situación de impulsión del fluido a bombear, desde la cámara (6), con colaboración de empuje por parte del flujo de rechazo, se mantiene hasta que el émbolo (4) llega al limite del desplazamiento hacia delante, momento en el cual las válvulas (9.1 y 10.1), que han ido girando, llegan a la posición de cierre de la salida (9) y de la entrada (10) respectivas, mientras que las válvulas (8.1 y 11.1), que también han ido girando, llegan a la posición de iniciar la apertura de la entrada (8) de la cámara (6) y de la salida (11) de la cámara (7), respectivamente, como se observa en la figura 9.The driving situation of the fluid to be pumped, from the chamber (6), with push collaboration by the flow of rejection, it is maintained until the piston (4) reaches the limit of the forward movement, at which time the valves (9.1 and 10.1), which have been rotating, reach the closing position of the output (9) and the respective input (10), while the valves (8.1 and 11.1), which have also been turning, reach the position to start opening the entrance (8) of the camera (6) and of the output (11) of the chamber (7), respectively, as observed in figure 9.

De este modo, mediante el desplazamiento longitudinal en vaivén del émbolo (4), se obtiene una sucesión de ciclos con fases alternas, de aspiración a través de la entrada (8) y de impulsión a través de la salida (9), en la cámara (6), obteniéndose un bombeo continuo del fluido a bombear, al mismo tiempo que en la cámara (7) se produce una correspondiente alternancia de fases, de llegada y evacuación del flujo de rechazo, aprovechándose la energía de dicho flujo de rechazo para empujar al émbolo (4) como complemento del accionamiento necesario, reduciéndose así la energía que el motor (3) de accionamiento debe proporcionar, con todo el conjunto funcional, tanto del sistema de bombeo, como del sistema de aprovechamiento energético del flujo de rechazo, en una misma unidad estructural.Thus, by scrolling in reciprocating longitudinal of the piston (4), a succession of cycles with alternating phases, suction through the inlet (8) and drive through the outlet (9), in the chamber (6), obtaining a continuous pumping of the fluid to be pumped at the same time in the chamber (7) there is a corresponding alternation of phases, arrival and evacuation of the rejection flow, taking advantage of the energy of said rejection flow to push the piston (4) as a complement to the necessary drive, thus reducing the energy that the drive motor (3) must provide, with the entire functional set, both of the system pumping, as of the energy use system of the flow of rejection, in the same structural unit.

El paso del fluido a bombear, por la cámara delantera (6) y el aprovechamiento energético del flujo de rechazo en la cámara posterior (7), es una forma preferente, por el rendimiento que se obtiene, pero sin que el concepto de la bomba según la invención se altere, la disposición pudiera ser igualmente a la inversa, ya que el funcionamiento resulta semejante.The passage of the fluid to be pumped through the chamber front (6) and the energy use of the rejection flow in the rear chamber (7), it is a preferred form, by performance that is obtained, but without the concept of the pump as the invention is altered, the arrangement could also be conversely, since the operation is similar.

En la disposición del montaje, el émbolo (4) se incorpora con un sistema de estanqueidad (13) entre las cámaras (6 y 7) del conjunto funcional del bombeo y con otro sistema de estanqueidad (14) en la parte posterior entre la cámara (7) y el cuerpo (2) del mecanismo de accionamiento, requiriéndose entre las cámaras (6 y 7) unos medios del sistema de estanqueidad (13) poco exigentes en cuanto a la obturación, ya que la diferencia de presión entre la cámara (6) de bombeo y la cámara (7) de recuperación energética del rechazo, es muy pequeña (1-1,5 bares).In the assembly arrangement, the piston (4) is incorporates with a sealing system (13) between the chambers (6 and 7) of the functional set of pumping and with another system of tightness (14) at the back between the chamber (7) and the body (2) of the drive mechanism, requiring between chambers (6 and 7) means of the sealing system (13) little demanding in terms of sealing, since the pressure difference between the pumping chamber (6) and the recovery chamber (7) energy of rejection, it is very small (1-1.5 pubs).

Por otro lado, la configuración del émbolo (4) se determina con la parte posterior que sale hacia el cuerpo (2) del mecanismo de accionamiento, con un diámetro notablemente reducido en comparación con el émbolo (4) propiamente dicho, lo cual favorece la acción del empuje complementario por el flujo de rechazo, mientras que los medios del sistema de estanqueidad (14) se disponen en una dimensión circunferencial pequeña, por lo que la zona de pérdidas que deben cerrar es muy reducida.On the other hand, the plunger configuration (4) it is determined with the back that goes out towards the body (2) of the drive mechanism, with a noticeably reduced diameter in comparison with the piston (4) proper, which favors the action of the complementary thrust by the rejection flow, while that the means of the sealing system (14) are arranged in a small circumferential dimension, so the loss zone They must close is very small.

Con el fin de minimizar los problemas de desgaste de los materiales que provoca el agua de mar, las zonas de la periferia externa del émbolo (4) que tienen que contactar con los sistemas de estanqueidad (13 y 14), se estructuran con materiales de alta dureza y resistencia a la corrosión, como óxido de aluminio, carburo de silicio, carburo de tungsteno, etc.In order to minimize the problems of wear of materials caused by seawater, areas of the outer periphery of the plunger (4) that must contact the sealing systems (13 and 14), are structured with materials high hardness and corrosion resistance, such as aluminum oxide, silicon carbide, tungsten carbide, etc.

Y con ese mismo fin, los sistemas de estanqueidad (13 y 14) se estructuran con anillos cerámicos (15), como en el ejemplo de la figura 10, determinándose una estanqueidad parcial controlada en cuanto sus dimensiones y por lo tanto en el porcentaje de fugas, las cuales ayudan al deslizamiento y actúan como refrigerante.And for that same purpose, the systems of tightness (13 and 14) are structured with ceramic rings (15), as in the example of figure 10, determining a tightness partial controlled in terms of its dimensions and therefore in the percentage of leaks, which help slippage and act as a refrigerant

Los sistemas de estanqueidad (13 y 14) pueden estructurarse también como en la realización de la figura 11, con un anillo cerámico (15) de estanqueidad parcial controlada, y un complemento de cierre adicional compuesto por un conjunto doble de juntas (16) de estanqueidad, con una cámara (17) intermedia que se presuriza mediante un aporte externo de fluido lubricante.The sealing systems (13 and 14) can also be structured as in the embodiment of figure 11, with a ceramic ring (15) with controlled partial sealing, and a additional closure complement consisting of a double set of seals (16) with an intermediate chamber (17) that pressurizes through an external supply of lubricating fluid.

En este caso la cámara (17) se presuriza a una presión igual o algo superior que la presión de la cámara (7) de recuperación energética del flujo de rechazo, con lo que el nivel de fugas a través del cierre de estanqueidad es mínimo o nulo.In this case the chamber (17) is pressurized to a pressure equal to or somewhat higher than the chamber pressure (7) of energy recovery of the rejection flow, bringing the level of leakage through the seal is minimal or zero.

De esta forma resulta un sistema de estanqueidad adaptado a las condiciones de un fluido muy corrosivo y abrasivo, como es el agua de mar, quedando la responsabilidad del cierre respecto del exterior a cargo de las juntas (16) pero con la lubricación del fluido de la cámara (17), de manera que la vida útil de dichas juntas (16) resulta similar a la que se consigue en los sistemas óleo-hidráulicos.This results in a sealing system adapted to the conditions of a very corrosive and abrasive fluid, as is sea water, leaving the responsibility of closure with respect to the exterior in charge of the boards (16) but with the lubrication of the chamber fluid (17), so that the service life of said joints (16) is similar to that achieved in the oil-hydraulic systems.

Aunque en la descripción se ha supuesto la utilización de la bomba preconizada en sistemas de desalación por ósmosis inversa, es solo un ejemplo de aplicación, no limitativo, ya que dicha bomba objeto de la invención puede ser aplicada en las mismas condiciones en cualquier sistema que precise de un fluido en movimiento y que ocasione un flujo residual dotado de una determinada energía, como por ejemplo el accionamiento hidráulico de una turbina, de donde el flujo de accionamiento se desaloja al cauce de desagüe con una energía que pudiera ser aprovechada para ayudar a bombear el mismo agua al nivel desde donde cae el flujo accionador de la turbina.Although the description has assumed the use of the recommended pump in desalination systems by reverse osmosis, is just an example of application, not limiting, since that said pump object of the invention can be applied in the same conditions in any system that requires a fluid in movement and causing a residual flow endowed with a certain energy, such as the hydraulic drive of a turbine, from where the drive flow is dislodged to the channel of drainage with an energy that could be used to help pump the same water to the level from where the actuator flow falls of the turbine.

Claims (5)

1. Bomba con recuperador de empuje directo para la impulsión de fluidos, del tipo que comprende uno o más mecanismos de bombeo formados por respectivos émbolos que son actuados en movimiento longitudinal de vaivén, para la impulsión de un fluido de alimentación a un sistema en el que se produce un flujo de rechazo provisto con una energía susceptible de aprovecharse, caracterizada porque cada mecanismo de bombeo incluye en una misma unidad estructural y funcional el sistema de bombeo y el sistema recuperador de la energía del flujo de rechazo, mediante un émbolo (4) que juega entre dos cámaras (6 y 7), por una de las cuales se establece el paso del fluido a bombear, mientras que en la otra cámara entra y sale el flujo de rechazo susceptible de aprovechamiento energético, el cual ejerce un empuje directo sobre el émbolo (4), actuando como complemento del accionamiento del mismo en la acción del bombeo.1. Pump with direct thrust recuperator for the flow of fluids, of the type comprising one or more pumping mechanisms formed by respective pistons that are actuated in longitudinal reciprocating motion, for the impulsion of a feed fluid to a system in the that a rejection flow is provided provided with an energy that can be harnessed, characterized in that each pumping mechanism includes in the same structural and functional unit the pumping system and the energy recovery system of the rejection flow, by means of a piston (4 ) that plays between two chambers (6 and 7), through one of which the passage of the fluid to be pumped is established, while in the other chamber the rejection flow susceptible to energy use enters and exits, which exerts a direct thrust on the piston (4), acting as a complement to its actuation in the pumping action. 2. Bomba con recuperador de empuje directo para la impulsión de fluidos, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque las cámaras (6 y 7), entre las que juega el émbolo (4), poseen respectivas entradas (8 y 10) y respectivas salidas (9 y 11), en las cuales actúan unas correspondientes válvulas rotativas (8.1, 9.1, 10.1 y 11.1) de apertura y cierre, siendo actuadas dichas válvulas de manera sincronizada por una transmisión común, para determinar fases alternas de admisión y expulsión en la cámara de bombeo y fases alternas de salida y entrada del flujo de rechazo en la cámara de aprovechamiento energético, en combinación con los desplazamientos del émbolo (4).2. Pump with direct thrust recuperator for fluid delivery, according to the first claim, characterized in that the chambers (6 and 7), between which the piston (4) plays, have respective inputs (8 and 10) and respective outputs (9 and 11), in which corresponding rotary valves (8.1, 9.1, 10.1 and 11.1) of opening and closing act, said valves being operated in a synchronized manner by a common transmission, to determine alternate phases of admission and expulsion in the pumping chamber and alternating phases of exit and inlet of the rejection flow in the energy use chamber, in combination with the piston displacements (4). 3. Bomba con recuperador de empuje directo para la impulsión de fluidos, de acuerdo con la primera reivindicación caracterizada porque el émbolo (4) se establece con un sistema de estanqueidad (13) entre las cámaras (6 y 7) y con un sistema de estanquidad (14) de salida al exterior por la parte posterior, incorporándose el sistema de estanqueidad (14) sobre una prolongación posterior de menor diámetro que el cuerpo del émbolo que juega entre las cámaras (6 y 7).3. Pump with direct thrust recuperator for fluid delivery, according to the first claim characterized in that the piston (4) is established with a sealing system (13) between the chambers (6 and 7) and with a system of tightness (14) of exit to the outside by the back, incorporating the sealing system (14) on a posterior extension of smaller diameter than the body of the piston that plays between the chambers (6 and 7). 4. Bomba con recuperador de empuje directo para la impulsión de fluidos, de acuerdo con la tercera reivindicación, caracterizada porque los sistemas de estanqueidad (13 y 14) del émbolo (4) se determinan con anillos cerámicos (15), estableciéndose una estanqueidad parcial controlada con fugas que ayudan al deslizamiento y hacen de refrigerante.4. Pump with direct thrust recuperator for fluid delivery, according to the third claim, characterized in that the sealing systems (13 and 14) of the piston (4) are determined with ceramic rings (15), establishing a partial sealing controlled by leaks that help slip and coolant. 5. Bomba con recuperador de empuje directo para la impulsión de fluidos, de acuerdo con la tercera reivindicación, caracterizada porque los sistemas de estanqueidad (13 y 14) del émbolo (4) se determinan con un anillo cerámico (15) de estanqueidad parcial controlada, y un complemento de cierre adicional compuesto por un conjunto doble de juntas (16) de estanqueidad, con una cámara (17) intermedia que se presuriza mediante aporte externo de un fluido lubricante.5. Pump with direct thrust recuperator for fluid delivery, according to the third claim, characterized in that the sealing systems (13 and 14) of the piston (4) are determined with a ceramic ring (15) of controlled partial sealing , and an additional closure complement composed of a double set of seals (16), with an intermediate chamber (17) that is pressurized by external supply of a lubricating fluid.
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