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Title:
DEVICE THAT COMPENSATES FLUID PRESSURE, FOR FLUID-PUMPING ASSEMBLIES AND FLUID-DISTRIBUTION SYSTEMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/013612
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pressure-compensating device formed by: a tubular, pressure-resistant body (1) with hermetically sealed ends; a perforation (4) provided in the upper part of the tubular body, for placing a first duct for joining to a pressure gauge; and a lateral perforation (6) provided at the lower end of the tubular body (1) for a second connector (7), where a fluid inlet (40) is connected. The invention also relates to a controlled-low-pressure assembly for pumping fluids, which comprises: at least three pressure-compensating devices; a low-pressure gauge (8); a first fluid-distribution head (12) that supplies fluid to the pressure-compensating devices; a second head (14) that distributes fluid to the first head (12) and to a distribution network; at least one multi-stage water pump (16); a metal structure that supports the components of the pumping assembly; and an electrical cabinet (30) in which are disposed the electrical/electronic elements that automatically actuate the assembly. The invention further relates to low-pressure and multi-pressure fluid-distribution systems formed by at least one low- and/or high-pressure fluid-pumping assembly according to the present invention.

Inventors:
HERNÁNDEZ SÁNCHEZ, Jorge Ángel (Av. Paseo del Prado 1361 int. 3, Col. Lomas del ValleZapopa, Jalisco ., 45129, MX)
HERNÁNDEZ SÁNCHEZ, Ana Paula (Av. Paseo del Prado 1361 int. 3, Col. Lomas del ValleZapopa, Jalisco ., 45129, MX)
Application Number:
MX2017/000079
Publication Date:
January 17, 2019
Filing Date:
July 17, 2017
Export Citation:
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Assignee:
HERNÁNDEZ SÁNCHEZ, Jorge Ángel (Av. Paseo del Prado 1361 int. 3, Col. Lomas del ValleZapopa, Jalisco ., 45129, MX)
HERNÁNDEZ SÁNCHEZ, Ana Paula (Av. Paseo del Prado 1361 int. 3, Col. Lomas del ValleZapopa, Jalisco ., 45129, MX)
International Classes:
F16L55/045; F04B11/00; F16L55/052
Foreign References:
US6089837A2000-07-18
GB678053A1952-08-27
BRPI0803232A22010-01-05
GB2151307A1985-07-17
US20140076577A12014-03-20
Attorney, Agent or Firm:
HERNÁNDEZ SÁNCHEZ, Jorge Ángel (Av. Paseo del Prado 1361 int. 3, Col. Lomas del ValleZapopa, Jalisco ., 45129, MX)
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Claims:
REIVINDICACIONES 1 . Un dispositivo compensador de presión, caracterizado porque comprende: i) un cuerpo tubular (1), fabricado de un material resistente a la presión causada por el desplazamiento de fluidos, cuyos extremos son cerrados herméticamente, para que no haya fuga de ningún tipo de fluido;

ii) una perforación (4) se provee en la parte superior, del extremo superior, del cuerpo tubular (1);

iii) un primer ducto (5 y 10) se provee en la perforación superior (4), para unir el dispositivo compensador de presión a un manómetro de baja presión (8);

iv) una perforación lateral (6) se provee en el extremo inferior del cuerpo tubular (1); y

v) un segundo conector (7) se coloca en la perforación lateral (6), donde se conecta una entrada de fluido (40) al dispositivo compensador de presión, pero sin ser llenado en su totalidad, para dejar la parte superior del dispositivo con aire. 2. El dispositivo de la reivindicación anterior, donde el material resistente a la presión es PVC. 3. El dispositivo según la reivindicación 1, donde los extremos del cuerpo tubular (1) son cerrados herméticamente con unas tapas (2 y 3), hechas de un material resistente a la presión de los fluidos. 4. El dispositivo de la reivindicación 1 , donde los extremos del cuerpo tubular (1) son cerrados herméticamente desde la fabricación del cuerpo tubular. 5. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 , donde el primer ducto se confecciona de: un primer conector cualquiera (5), y una tubería (10) que conecta el primer conector (5) con el manómetro de baja presión (8).

6. El dispositivo de la reivindicación precedente, donde el conectar (5) es un conectar en forma de "T". 7. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, donde el segundo conector (7) es un conectar tipo escuadra. 8. Un equipo de baja presión controlada, para el bombeo de fluidos, caracterizado porque comprende: i) al menos, tres dispositivos compensadores de presión de fluidos, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, dispuestos vertical y paralelos entre si, en la parte más alta del equipo de bombeo, para no ser llenados por el fluido a bombear;

ii) unos tubos (9) interconectan a los primeros conectares (5) de los tres dispositivos compensadores;

iii) un manómetro de baja presión (8) que indicará el nivel de presión de los fluidos;

iv) una tubería (10) conecta a los tres dispositivos con el manómetro (8); donde la tubería (10) se conecta con uno de los extremos libres de uno de los tubos (9);

v) un tubo (11) proyectado hacia arriba y paralelo a los dispositivos compensadores de presión, se coloca en cada uno de los segundos conectares (7), para conectarse a;

vi) un primer cabezal (12) de distribución de fluidos, que suministra de fluido a los dispositivos compensadores de presión, donde dicho primer cabezal (12) es un cuerpo tubular alargado con extremos abiertos, dispuesto horizontalmente a una altura que no rebasa la parte media de los dispositivos compensadores, y tiene 2 perforaciones centrales separadas entre sí, en la misma dirección, a una distancia que coincida con la ubicación de dos tubos (11) contiguos, ya que uno de los extremos del primer cabezal de distribución (12) se conecta con el tubo (11) del dispositivo compensador que está colocado en una de las orillas; vii) un segundo ducto (13) que comprende una válvula de seccionamiento (21) y un sensor digital de presión (22), se conecta en el extremo libre del primer cabezal (12), y a;

viii) un segundo cabezal (14) que distribuye fluido hacia el primer cabezal

(12) y a una red de distribución, dispuesto horizontalmente y paralelo al primer cabezal (12), pero a una altura inferior, y es configurado de un cuerpo tubular, cuyo extremo donde se conecta el segundo ducto

(13) , está sellado y el otro extremo es abierto (41) para conectarse a la red de distribución de fluido; dicho segundo cabezal (14) a su vez comprende, una primera perforación superior donde se conecta el segundo ducto (13), una conexión de venteo (23) para evitar burbujas de aire, una conexión (24) para purgarlo, y al menos, una cuarta perforación inferior donde se conecta a;

ix) un tercer ducto (15) con válvula de control (25) del flujo del fluido, conecta el segundo cabezal (14) a;

x) una bomba de agua multi-etapa (16), con capacidad de 2 a 5 Kg/cm2; xi) un cuarto ducto (17) une a la bomba de agua (16) con una fuente de fluido;

xii) una estructura metálica configurada para sustentar a los componentes del equipo de bombeo;

xiíi) un gabinete eléctrico (30) donde se disponen los elementos eléctrico/electrónicos que accionan automáticamente al equipo, se coloca en la parte frontal de la estructura metálica; y

xiv) una placa de acrílico (36) que sustenta a ios elementos de medición, como el manómetro de presión (8), pirómetros de temperatura (37), y medidor de sólidos totales (38). 9. El equipo de la reivindicación anterior, donde el manómetro marca una presión de 0 a 7.03 Kg/cm2. 10. El equipo de conformidad con la reivindicación 8, donde la estructura metálica se conforma de una base (28) donde se coloca, al menos, una bomba de agua multi-etapas (16), y en sus partes interior, superior y posterior, se colocan los dispositivos compensadores de presión, con su respectivo primer cabezal (12); mientras que el segundo cabezal (14) se coloca en la parte interna, media y frontal de la estructura; y el tercer cabezal (18) se coloca en la parte extema, posterior e inferior de la estructura metálica; los componentes del equipo de bombeo, se sujetan a la estructura metálica, con cualquier medio de sujeción (29), tales como cinchos, anillos y aros.

11. El equipo de la reivindicación 8, donde el gabinete eléctrico (30), comprende una placa (39), la cual a su vez sustenta a: i) al menos, un variador de velocidad o frecuencia (31), mismo que se encarga de regular la potencia de la(s) bomba(s) (16), por medio de la lectura del sensor de presión, del manómetro (8), mismo que la obtiene a través de los dispositivos compensadores de presión y conectado por medio de cableado eléctrico;

ii) un PLC (Programador Lógico de Control) (33) que se alimenta por cableado de energía eléctrica, proveniente de unos mini-interruptores (32) y su función es controlar horarios de trabajo del sistema para automatizar el mismo, puede controlar el encendido de otros elementos adicionales y protegerlo por bajo nivel de agua;

iii) al menos, 20 conectares eléctricos (34) y su función es la dividir y unir las diferentes alimentaciones eléctricas de los dispositivos que componen el gabinete eléctrico;

iv) un ventilador (35) de extracción de calor, mismo que es colocado ya sea dentro o fuera del gabinete, es sujetado por tornillerfa y la función consiste en la extracción del calor que generan los variadores de velocidad; y

v) al menos, dos mini-interruptores termo-magnéticos (32), que se encargan de recibir y distribuir por medio de cableado eléctrico la energía para el funcionamiento de los variadores de velocidades (31), ventilador (35), PLC (33) y demás componentes eléctricos. El equipo de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además: a un tercer cabezal (18) de succión de fluidos, conformado de un cuerpo tubular con extremos sellados, dispuesto horizontalmente al igual que los demás cabezales, pero en un nivel más bajo de equipo de bombeo; el tercer cabezal de succión (18) también tiene una perforación para colocar una conexión de venteo (26) y otra perforación para una conexión de purga (27) para el mantenimiento del equipo;

un cuarto ducto (17) conecta al tercer cabezal (18) con la bomba de agua (16); y

un quinto ducto (19) une al tercer cabezal con una fuente de fluido. 13. Un sistema de distribución de fluidos, con baja presión controlada, caracterizado porque comprende, un combinación de, al menos, dos equipos de distribución de fluidos de baja presión controlada, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a Ia12. 14. Un sistema de multi-presión controlada, para el bombeo de fluidos, caracterizado porque comprende: al menos, un equipo de bombeo de fluidos de baja presión controlada, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a la 12; y al menos, un equipo de bombeo de fluidos, a alta presión controlada.

15. El sistema de la reivindicación anterior, donde el equipo de bombeo de fluidos de alta presión controlada, comprende: i) al menos, una bomba de succión de fluidos, de alta presión (42); la cual se conecta al segundo cabezal (14) para recibir el fluido que trae cierta presión que le fue proporcionado por el equipo de baja presión; ii) un cabezal de descarga de alta presión (43) recibe parte del fluido que succiona la bomba de alta presión (42) el cual a su vez distribuye el fluido a una red de distribución y a;

iii) un cabezal (44) que suministra el fluido a, al menos, 3 dispositivos compensadores de presión (45); y

iv) un manómetro de alta presión (47) se conecta a los tres dispositivos compensadores de presión (45). 16. El sistema según la reivindicación anterior, donde la bomba de succión de alta presión, tiene una capacidad de 5 a 10 Kg/cm2. 17. El sistema de la reivindicación 15, donde el manómetro de alta presión (47), mide una presión de 0 a 21.09 Kg/cm2.

Description:
DISPOSITIVO QUE COMPENSA LA PRESIÓN DE FLUIDOS, PARA EQUIPOS DE BOMBEO Y SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN, DE FLUIDOS

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con los campos técnicos de la mecánica, eléctrica, y en la distribución de fluidos por medio de redes de tuberías; ya que se refiere a un dispositivo que compensa la presión de fluidos cuando éstos son distribuidos a través de redes de tubería. Por lo que la invención también se refiere a equipos de alta y baja presión, para el bombeo de fluidos; los cuales comprenden, al menos, tres dispositivos que compensan la presión de fluidos, de acuerdo con la presente invención. Así también, la presente invención hace referencia a sistemas más complejos, de baja presión y multi- presión, que distribuyen fluidos; donde dichos sistemas multi-presión, comprenden al menos, un equipo de bombeo de fluidos de baja y un equipo de bombeo de fluidos de alta presión.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Es bien sabido que un sistema hidroneumático está construido y dotado de los componentes que se indican a continuación: un tanque de presión, el cual consta entre otros de un orificio de entrada y otro de salida para el agua (en este se debe mantener un sello de agua para evitar la entrada de aire en la red de distribución) y uno para la inyección de aire en caso de faltar el mismo; un número de bombas acorde con las exigencias de la red (una o dos para viviendas unifamiliares y dos o más para edificaciones mayores); un interruptor eléctrico para detener el funcionamiento del sistema, en caso de faltar el agua en el estanque bajo (Protección contra marcha en seco); llaves de purga en las tuberías de drenaje; válvula de retención en cada una de las tuberías de descarga de las bombas al tanque Hidroneumático; conexiones flexibles para absorber las vibraciones; llaves de paso entre la bomba y el equipo hidroneumático, entre éste y el sistema de distribución; manómetro; válvula de seguridad; dispositivo para control automático de la relación aire/agua; interruptores de presión para arranque a presión mínima y parada a presión máxima, arranque aditivo de la bomba en tumo y control del compresor; Indicador exterior de los niveles en el tanque de presión, para la indicación visual de la relación aire-agua; tablero de potencia y control de los motores; dispositivo de drenaje del tanque hidroneumático, con su correspondiente llave de paso; compresor u otro mecanismo que reponga el aire perdido en el tanque hidroneumático; y filtro para aire, en el compresor o equipo de inyección.

En tales sistemas hidroneumáticos, los principios se basan en la compresibilidad o elasticidad del aire cuando es sometido a presión; siendo su funcionamiento de la siguiente manera: el agua que es suministrada desde el acueducto público u otra fuente (acometida), es retenida en un tanque de almacenamiento; de donde, a través de un sistema de bombas, será impulsada a un recipiente a presión (de dimensiones y características calculadas en función de la red), y que contiene volúmenes variables de agua y aire. Cuando el agua entra al recipiente aumenta el nivel de agua, al comprimirse el aire aumenta la presión, cuando se llega a un nivel de agua y presión determinados, se produce la señal de parada de la bomba y el tanque queda en la capacidad de abastecer la red, cuando los niveles de presión bajan, a los mínimos preestablecidos, se acciona el mando de encendido de la bomba nuevamente.

Actualmente, estos sistemas hidroneumáticos, requieren de la inyección de aire para el desplazamiento de los fluidos a través de las redes de tubería, lo cual trae como consecuencia que no exista una presión constante que se aplique en las redes de distribución.

Al respecto, se han hecho intentos de controlar tales inconvenientes, tal es el caso del documento de patente BRPI0803232 que divulga un dispositivo que tiene la capacidad de proteger las instalaciones de distribución de agua residenciales y/o comerciales, mediante la eliminación de las presiones negativas o golpes de ariete; así como a su procedimiento de instalación. Dicho dispositivo para el equilibrio de presión, presenta una carcasa en forma cilindrica, en uno de sus extremos presenta una tapa o sello CAP y la entrada inferior; y en el otro extremo otra tapa o sello CAP y una salida superior; en dicha salida superior presenta un tubo de ventilación, precisamente por donde se elimina el aire causado por el cierre de las válvulas de descarga. El dispositivo debe de colocarse después del sistema medidor de agua y en la tubería que conecta con las demás válvulas de distribución, de tal manera que el agua es almacenada dentro de dicho dispositivo para equilibrar la presión y evitar así el golpe de ariete a las válvulas de descarga existentes dentro de las áreas residenciales y/o comerciales. El dispositivo a través de la acción de admisión y expulsión del aire dentro de las tuberías de conducción de agua evita el golpe de ariete de las válvulas de descarga de agua, por lo que una vez que el aire es expulsado del dispositivo el agua es almacenada dentro del mismo y distribuida en la red de tuberías. Como se puede notar, uno de los inconvenientes del dispositivo de este documento, es el hecho de tener una salida superior, donde hay un tubo de ventilación por donde se escapa el aire causado por las descarga de las válvulas; por lo que frecuentemente se tiene que inyectar aire para aumentar la presión; lo que repercute en una mayor demanda de energía para la aplicación de aire para aumentar la compensación, ocasionando una vida de los equipos muy corta y una deficiente distribución.

El documento de patente W09421957 describe y divulga, un sistema de regulación de aire para un depósito hidroneumático que abastece a una tubería o red de conducción hidráulica que puede ser una red de distribución de agua potable o de irrigación, o una red de evacuación de aguas residuales o de líquidos químicos. El depósito hidroneumático puede funcionar como depósito para regular la presión de bombeo y asegurar la continuidad del servicio en la red de conducción, en un intervalo o banda de presión entre un umbral alto y un umbral bajo. En algunos modos de realización de la invención, el sistema puede funcionar tanto para la regulación de presión de la red de conducción hidráulica, como para evitar el golpe de ariete en dicha red de conducción hidráulica. El sistema de regulación de aire, comprende un dispositivo con un cuerpo hueco en forma de un balón ovalado que puede estar colocado en forma vertical u horizontal y en comunicación con la red de conducción hidráulica, donde dicha red puede estar equipada con una o varías bombas de alimentación; el dispositivo es para contener el líquido; donde dicho dispositivo comprende una cámara, un medio para el llenado con agua de la cámara, un medio de vaciado del agua de la cámara, un medio de introducción automática de aire en la cámara durante el vaciado y un medio de inyección automática del aire de la cámara hacia el depósito durante el llenado.

El sistema comprende además, medios de mando unidos a, al menos, un detector de sobrepasado de un nivel umbral del líquido contenido en el depósito y a medios de llenado y de vaciado de agua de la cámara. Cuando el detector proporciona una señal correspondiente a una insuficiencia del volumen de aire en el depósito, el medio de mando dispara el ciclo de llenado/vaciado de la cámara hasta que el detector indica que el volumen de aire del depósito se ha hecho de nuevo suficiente; de igual manera la cámara puede estar equipada con detectores de los niveles de los líquidos, dichos detectores están unidos a los medios de mando para indicar el llenado de la cámara. El medio de mando puede disparar entonces la fase de vaciado de la cámara en este momento exacto. Igualmente, se puede equipar el fondo inferior de la cámara con un detector de nivel del líquido unido al medio de mando, para indicar el final del vaciado a fin de permitir que el medio de mando dispare la fase de llenado de la cámara. Así, el volumen de aire inyectado en el depósito es constante para cada ciclo de llenado/vaciado de la cámara del sistema y, principalmente, las fases de llenado/vaciado de la cámara pueden sucederse sin tiempo muerto mientras persista la falta de aire. Como se observa, el equipo del documento W09421957 es de una construcción compleja, y el control de la presión que se aplica a la red de distribución, es por medios electrónicos. Por lo tanto, para contrarrestar los inconvenientes antes mencionados, se desarrolló un dispositivo que compensa la presión de los fluidos cuando éstos son distribuidos a través de redes de tubería; así también se desarrolló un equipo de bombeo de fluidos para redes de tubería, el cual comprende, al menos, tres dispositivos que compensan la presión de los fluidos; y también se desarrollaron sistemas de alta y baja presión, de distribución de fluidos, mediante una red de tubería; donde dichos sistemas comprenden, al menos, un equipo de bombeo de fluidos, el cual a su vez comprende, al menos, tres dispositivo compensadores de la presión de fluidos, de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las características y ventajas adicionales de la presente invención se comprenden más claramente en la descripción detallada de la realización preferida de la misma, dada por medio de ejemplos no limitativos con referencia a las figuras adjuntas, en las que: La figura 1 es una vista en explosiva del dispositivo compensador de presión de fluidos, de la presente invención.

La figura 2 es una vista frontal del dispositivo compensador de presión de fluidos, de la presente invención, en una condición ensamblada.

La figura 3 es un corte longitudinal del dispositivo compensador de presión de fluidos, en cuestión.

La figura 4 es un corte longitudinal del dispositivo compensador de presión de fluidos, donde se observa el nivel del fluido.

La figura 5 es una vista en perspectiva explosiva frontal de un equipo de bombeo de fluidos, de baja presión controlada; el cual comprende tres dispositivos compensadores de presión de fluidos, de acuerdo con la presente invención.

La figura 6 es una vista en perspectiva explosiva lateral del equipo de bombeo de fluidos, de la figura anterior.

La figura 7 es una vista en perspectiva frontal del equipo de bombeo de fluidos, de baja presión, que comprende tres dispositivos que compensan la presión de fluidos, en una condición ensamblada.

La figura 8 es una vista en perspectiva lateral del equipo de bombeo de fluidos, de la figura 6, en una condición ensamblada. La figura 9 es una vista posterior de un sistema de baja presión, para la distribución de fluidos, que comprende dos equipos de bombeo de fluidos, de baja presión, según la presente invención.

La figura 10 es una vista frontal del sistema de baja presión, para la distribución de fluidos, que comprende dos equipos de bombeo de fluidos, de baja presión, según la presente invención.

La figura 11 es una vista lateral derecha del sistema de baja presión, para la distribución de fluidos, que comprende dos equipos de bombeo de fluidos, de baja presión, de la presente invención.

La figura 12 es una vista lateral izquierda del sistema de baja presión, para la distribución de fluidos, que comprende dos equipos de bombeo de fluidos, de baja presión, de acuerdo con la presente invención. La figura 13 es una vista superior del sistema de baja presión, para la distribución de fluidos, que comprende dos equipos de bombeo de fluidos, de baja presión, de acuerdo con de la presente invención.

La figura 14 es una vista en perspectiva convencional de un sistema multi- presión, para la distribución de fluidos; el cual comprende un equipo de bombeo de baja presión y un equipo de bombeo de alta presión. La figura 15 es una vista superior del sistema de multi-presión, para la distribución de fluidos; el cual comprende un equipo de bombeo de baja presión y un equipo de bombeo de alta presión.

La figura 16 es un diagrama esquemático de un tablero eléctrico que forma parte de los sistemas de baja y multi-presión presión, de la presente invención.

Dispositivo compensador de presión

En primera instancia, la presente invención se refiere, a un dispositivo compensador de la presión causada por el desplazamiento de los fluidos en un equipo y/o sistema de distribución de fluidos, mediante una red de tuberías. Por lo que este dispositivo compensador puede ser utilizado en aparatos, equipos, sistemas, redes, etc., que distribuyen fluidos; donde dichos fluidos pueden ser fluidos líquidos, fluidos gaseosos, y/o una combinación entre ellos. De acuerdo con las figuras 1 a la 4, dicho dispositivo compensador de presión, se conforma de un cuerpo tubular (1) fabricado de un material resistente a la presión causada por el desplazamiento de fluidos; por ejemplo de PVC. Los extremos del cuerpo tubular (1) deben ser cerrados herméticamente, para que no haya fuga de ningún tipo de fluido; para ello, dichos extremos del cuerpo tubular (1) pueden ser cerrados herméticamente con unas tapas (2 y 3), también hechas de un material resistente a la presión de los fluidos; o tales extremos pueden cerrarse desde la fabricación del cuerpo tubular. En el extremo superior o tapa superior (2), del cuerpo tubular (1), se provee una perforación (4) en la parte superior (ver Figura 1 y 3), donde se conecta un primer dudo (5, 9 y 10) que va unir el dispositivo compensador de presión a un manómetro (8). Por ejemplo, este primer ducto se puede confeccionar con un primer conector cualquiera (5), más específicamente, un conector en forma de T", tubos (9) y una tubería (10) que conectan con el manómetro (8).

En el extremo inferior o tapa inferior (3) del cuerpo tubular (1) se provee de una perforación lateral (6), preferentemente; donde se coloca un segundo conector (7), por ejemplo un conector tipo escuadra, para conectar a una entrada de fluido (40), agua por ejemplo, al dispositivo compensador de presión, pero sin llenarlo en su totalidad, para dejar la parte superior del dispositivo con aire (ver Figura 4); por lo qué, el primer ducto (5, 9 y 10) no debe permitir la salida del aire. Este dispositivo su principal función es equilibrar la presión de los fluidos cuando son distribuidos en una red de distribución; para ello, dicho dispositivo compensa la pérdida de presión que sufren las redes de distribución de fluidos; así como también evita el golpe de ariete causado por las altas presiones que adquieren los fluidos cuando son distribuidos en dichas redes de tubería; ya que al ser hueco y cerrado herméticamente, dicho dispositivo amortiguador de presión, al inyectarse el flujo de fluidos y no tener una salida para el aire y/o fluido contenido, crea una burbuja de aire, la cual puede ser comprimida o expandida, según la presión que lleve el fluido. Esta cavidad del dispositivo compensador de presión, hace la misma función que hacen las bolsas de aire que tienen los hidroneumáticos convencionales; donde dichas bolsas de aire tienen la desventajas de que son fácilmente de ser rotas por la presión, debido a que están fabricadas de materiales rígidos, generando con ello, muchos problemas de operación, puesto que constantemente tiene que ser reemplazada debido a que se rompen; por lo que este dispositivo amortiguador de presión, da una mayor vida y eficiencia a las redes, aparatos, equipos, de distribución de fluidos, que lo comprenden. Por lo tanto, este dispositivo compensador de presión, según la presente invención, puede ser utilizado en equipos, sistemas, y/o redes de distribución de fluidos; tales como: agua, gasolina, diesel, etc.; o una red de distribución de fluidos gaseosos, como por ejemplo gas, aire, oxígeno, entre otros. EQUIPO de baia presión controlada, para el bombeo de fluidos

Un ejemplo de aplicación del presente dispositivo compensador de presión, es la construcción de un equipo para el bombeo de fluidos, con una presión baja controlada. Para ello, dicho equipo de bombeo se conforma de, al menos, tres dispositivos compensadores de presión, como el dispositivo compensador según la presente invención (ver figuras 5 a la 8); donde dichos dispositivos compensadores están dispuestos vertical y paralelos entre sí, en la parte más arta del equipo de bombeo, para no ser completamente llenos del fluido a bombear, en este caso agua. Por lo tanto, el extremo superior de los dispositivos es donde está el primer conectar (5), en forma de T. Por lo que estos primeros conectares (5) son unidos entre sí por medio de unos tubos (9), los cuales a su vez los unen, por medio de uno de los ductos (9), a la tubería (10) que a su vez se conecta con el manómetro de baja presión (8) que indicará el nivel de presión de los fluidos, donde dicho manómetro (8), se prefiere que sea de los que marquen desde 0 a 7.03 Kg/cm 2 .

En la parte inferior de los tres dispositivos compensadores de presión, cada segundo conectar, conectar-codo (7) por ejemplo, se les agrega la entrada de fluido, la cual es un tubo (11) proyectado hacia arriba y paralelo a los dispositivos compensadores; para conectarse a un primer cabezal (12) de distribución de fluidos, el cual suministra de fluido a los dispositivos compensadores. Por lo que este primer cabezal (12) es un cuerpo tubular alargado con extremos abiertos, dispuesto horizontalmente a una altura que no rebasa la parte media de los dispositivos compensadores, y tiene 2 perforaciones centrales en la misma dirección (no ilustradas) separadas entre sf, a una distancia que coincida con la ubicación de dos de los tubos (11) contiguos, ya que uno de los extremos del primer cabezal de distribución (12) se conecta con el tubo (11) del dispositivo compensador que está colocado en una de las orillas, y el otro extremos de dicho primer cabezal (12) se conecta a un segundo ducto (13) que se conecta a un segundo cabezal (14) que distribuye fluido hacia el primer cabezal (12) y a hacia una red de distribución por medio de uno de sus extremos abierto (41); en este segundo ducto (13) se provee de una primera salida para instalar una válvula de seccionamiento (21), y una segunda salida para conectar un sensor digital de presión (22).

El segundo cabezal (14) está dispuesto horizontalmente, paralelo al primer cabezal (12), pero a una altura inferior, con respecto a la altura del primer cabezal (12); y es configurado de un cuerpo tubular, cuyo extremo donde se conecta el segundo ducto (13), está sellado y el otro extremo es abierto (41) para conectarse a la red de distribución de fluido (no ilustrada); por lo tanto, se le provee una primera perforación superior (no ilustrada) donde se conecta el segundo ducto (13), una segunda perforación superior (no mostrada) donde se coloca una conexión de venteo (23) para evitar burbujas de aire, una tercera perforación (no mostrada) en la parte inferior, donde se coloca una conexión (24) para purgar el segundo cabezal (14), y al menos, una cuarta perforación inferior (no ilustrada) donde se conecta un tercer ducto (15) que se une a una bomba de agua (16) multi-etapas; el cual se le provee de una válvula (25) de control del flujo del fluido.

La bomba de agua (16) es de las conocidas como bomba multi-etapa de alta eficiencia, que aporte una presión de al menos, 2 a 5 Kg/m 2 ; donde dicha bomba (16), por medio de un cuarto ducto (17) se conecta a un tercer cabezal (18) de succión de fluidos, conformado de un cuerpo tubular con extremos sellados, el cual tiene al menos, dos perforaciones (no mostradas), donde una de ellas recibe el cuarto ducto (17), y en la segunda perforación se conecta un quinto ducto (19) que se une a una fuente de fluido (no ilustrada); dicho tercer cabezal de succión (18) también tiene una perforación para colocar una conexión de venteo (26) y otra perforación para una conexión de purga (27) para el mantenimiento del equipo. Este tercer cabezal (18) también se dispone de manera horizontal al igual que los demás cabezales, pero en un nivel más bajo.

Todos los componentes del equipo en cuestión, se pueden colocar de la manera más idónea para su fácil funcionamiento, instalación y mantenimiento, lo cual dependerá del sitio donde se va a instalar. Por ejemplo, los componentes de dicho equipo pueden ser soportados por una estructura metálica de forma rectangular, tal como se aprecia en las Figuras 9 a la 13; donde dicha estructura se conforma de una base (28) donde se coloca, al menos, una bomba de agua multi-etapas (16), cuya presión 2 - 5 kgcm 2 ; esta presión depende de la altura del equipo y cantidad de fluido de bombean y en sus partes interior, superior y posterior, se colocan los dispositivos compensadores de presión, con su respectivo primer cabezal (12); mientras que el segundo cabezal (14) se coloca en la parte interna, media y frontal de la estructura; y el tercer cabezal (18) se coloca en la parte extema, posterior e inferior de la estructura metálica. Todos los componentes del equipo de bombeo, se pueden sujetar a la estructura metálica, con cualquier medio de sujeción (29), tales como cinchos, anillos, aros, etc.

Cabe señalar que el tercer cabezal (18) es opcional, porque sólo se requiere cuando se tiene alimentación por gravedad del fluido, con el fin de eficientizar el trabajo de succión de la bomba (16).

La manera de cómo funciona el aparato de bombeo de fluido (agua), de la presente invención es la siguiente: la bomba multi-etapas (16) succiona el agua del tercer cabezal (18) y la envía hacia el segundo cabezal (14), el cual a su vez la envía hacia el primer cabezal (12), donde se distribuye para ser inyectada a los dispositivos compensadores donde el agua o fluido, descarga su impacto o golpe de ariete, evitando así, daño a los demás componentes del equipo de bombeo. También de esta manera, los dispositivos compensadores, regulan la potencia de la bomba de agua (16); por lo que el funcionamiento del primer cabezal (12) es recibir el flujo del fluido del segundo cabezal de distribución (14) y repartirlo de manera equitativa a los dispositivos compensadores de presión.

El equipo de bombeo, también comprende, un gabinete eléctrico (30), ubicado en la parte superior frontal de la estructura, el cual contiene en su interior a una placa (39), la cual sirve para el montaje de los componentes eléctricos/electrónicos. Este gabinete es sujetado al larguero vertical para gabinete en la estructura. Dicho gabinete se requiere para contener los siguientes elementos electrónicos/eléctricos: a. Al menos, un variador de velocidad o frecuencia (31), mismo que se encarga de regular la potencia de la(s) bomba(s) (16), por medio de la lectura del sensor de presión, del sensor (8), mismo que la obtiene a través de los dispositivos compensadores de presión y conectado por medio de cableado eléctrico;

b. Un PLC (Programador Lógico de Control) (33) que se alimenta por cableado de energía eléctrica, proveniente de unos mini-interruptores (32) y su función es controlar horarios de trabajo del sistema para automatizar el mismo, puede controlar el encendido de otros elementos adicionales y protegerlo por bajo nivel de agua;

c. Al menos, 20 conectares eléctricos (34) y su función es la dividir y unir las diferentes alimentaciones eléctricas de los dispositivos que componen el gabinete eléctrico;

d. Un ventilador (35) de extracción de calor, mismo que es colocado ya sea dentro o fuera del gabinete, es sujetado por tomillería y la función consiste en la extracción del calor que generan los varíadores de velocidad.

e. Al menos, dos mini-interruptores termo-magnéticos (32), que se encargan de recibir y distribuir por medio de cableado eléctrico la energía para el funcionamiento de los varíadores de velocidades (31), ventilador (35), PLC (33) y demás componentes eléctricos.

Finalmente, el aparato tiene una placa de acrílico (36) que sustenta a los elementos de medición, como el manómetro de presión (8), pirómetros de temperatura (37), y medidor de sólidos totales (38). Esta placa de acrílico se sujeta a la estructura mediante tornillería, en un lugar estratégico, como por ejemplo en la parte frontal del equipo.

Con este equipo de baja presión controlada, se logra una distribución de fluidos, como el agua, hasta una altura de 50 m.

Sistema de distribución de fluidos, con presión baja v controlada

La presente invención también comprende un sistema de distribución de fluidos más complejo, para ello, se pueden combinar, al menos dos equipos de distribución de fluidos de baja presión, como el descrito en la presente invención. Por lo tanto, se deben hacer las adecuaciones necesarias para el acoplamiento perfecto de los equipos, tal como se aprecia en las Figuras 9 a la 14.

Al combinar dos equipos de bombeo de baja presión controlada, como el descrito en esta invención, se obtiene un sistema de distribución de fluidos para cuando se requiere baja presión, prácticamente cuando se desea distribuir fluidos en sentido horizontal o una altura no mayor a 50 m. Sistema de multi-presión controlada, para el bombeo de fluidos

La presente invención, también se refiere a un sistema de multi-presión controlada, para el bombeo de fluidos. Dicho más específicamente, a un sistema que distribuye fluidos a alta presión controlada, hasta una altura mayor a 50 m.

Para esta modalidad, el sistema de multi-presión se conforma de, al menos, un equipo de bombeo de fluidos de baja presión controlada, de conformidad con la presente invención; y un equipo de bombeo de fluidos, de alta presión controlada.

En este ejemplo, el equipo de bombeo de fluidos a baja presión, comprende, al menos tres dispositivos compensadores de presión con su respectivo primer cabezal (12) que les suministra el agua, como los ya descritos; y dos bombas de agua multi-etapa con su respectivo segundo cabezal (14) de distribución de agua.

Mientras que el equipo de bombeo de fluidos a alta presión controlada, se conforma de, al menos, una bomba de succión de fluidos, de alta presión (42); donde la presión debe ser de 5 a 10 Kg/cm 2 , la cual se conecta al segundo cabezal (14), descrito anteriormente, para recibir el fluido que trae cierta presión que le fue proporcionado por el equipo de baja presión; un cabezal de descarga de alta presión (43) recibe parte del fluido que succiona la bomba de alta presión (42), el cual a su vez distribuye el fluido en un cabezal (44) que suministra el fluido a, al menos, tres dispositivo compensador de presión (45), similares a los dispositivos compensadores el equipo de bombeo de baja presión, y este cabezal (43) tiene un extremo abierto (46) donde se conecta la tubería (no ilustrada) que conduce el fluido a alta presión.

Los dispositivos compensadores de presión (45) se conectan a un manómetro de alta presión (47), por ejemplo, de los que miden una presión desde 0 a 21.09 Kg/cm 2 ; con su respectiva tubería, similar a la tubería de los dispositivos compensadores del equipo de baja presión; de tal como se muestra en las Figuras 14 y 15.

Con este sistema se logra una distribución de fluidos a una altura mayor a los 50 m, y con menor inversión de energía.