ES3030959T3 - Current diverter ring - Google Patents

Abstract

Los anillos desviadores de corriente (CDR), los CDR capturados, los aisladores de cojinetes y los CDR a prueba de explosiones sirven para disipar la carga eléctrica de un equipo giratorio a tierra, por ejemplo, del eje de un motor a su carcasa. Una implementación del CDR a prueba de explosiones incluye un estator que puede montarse en la carcasa del equipo y un rotor que puede montarse en un eje. El rotor puede girar con el eje y puede estar rodeado por un estator y una tapa, la cual puede fijarse directamente al estator o a la carcasa. Un conjunto conductor puede colocarse en un canal radial formado en el estator, de modo que este contacte con el eje para conducir la electricidad desde este hasta la carcasa. Otra implementación de un CDR a prueba de explosiones no requiere rotor. El CDR a prueba de explosiones puede configurarse para definir una trayectoria de llama para lograr diversas certificaciones de resistencia a explosiones. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Anillo desviador de corriente

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo disipador de carga eléctrica y, más en particular, a un anillo desviador de corriente para dirigir la carga electrostática a masa, cuya carga electrostática se crea mediante el uso de equipos giratorios.

Antecedentes de la invención

Un mantenimiento adecuado de los equipos giratorios, particularmente los motores eléctricos, es difícil de obtener debido a los ciclos de trabajo extremos de los equipos, la disminución de los factores de servicio, el diseño y la ausencia de equipos giratorios de repuesto en la mayoría de las plantas de procesamiento. Esto es especialmente cierto en el caso de los motores eléctricos, los husillos de máquinas herramienta, los rodillos de la sección húmeda de las máquinas de papel, los molinos de laminación de aluminio, las bombas de temple a vapor y otros equipos que utilicen una contaminación extrema que afecte a la lubricación.

Se han utilizado diversas formas de dispositivos de sellado de árbol para tratar de proteger la integridad del entorno de los cojinetes. Estos dispositivos incluyen sellos de labio de caucho, sellos laberínticas de holgura y sellos magnéticos de atracción. Los sellos de labio u otros sellos de árbol en contacto suelen desgastarse rápidamente hasta un estado de fallo y también se conoce que permiten una entrada de cantidades excesivas de humedad y otros contaminantes en el depósito de aceite del equipo operativo incluso antes de que el fallo haya expuesto la interfaz entre el rotor y el estátor a los contaminantes o lubricantes en el extremo radial del sello. Los problemas de fallos y daños en los cojinetes aplicados a los motores eléctricos que utilizan variadores de frecuencia (VFD) se agravan debido a la propia naturaleza del control de la electricidad conectada a los motores controlados por VFD. A menudo, el uso de<v>F<d>provoca que los VFD regulen la velocidad de un motor convirtiendo la tensión de corriente alterna (CA) sinusoidal de línea en tensión de corriente continua (CC), y, a continuación, de nuevo a una tensión de CA modulada por anchura de pulsos (PWM) de frecuencia variable. La frecuencia de conmutación de estos pulsos oscila desde 1 kHz hasta 20 kHz y se denomina "frecuencia portadora". La relación entre el cambio de tensión y el cambio de tiempo (AV/AT) crea lo que se ha descrito como una capacitancia parásita entre el estátor de motor y el rotor, que induce una tensión en el árbol de rotor. Si la tensión inducida en el árbol, que se denomina "tensión de modo común" o "tensión de árbol", se acumula hasta un nivel suficiente, puede descargarse a masa a través de los cojinetes. La corriente que encuentra su camino a masa a través de los cojinetes de motor de esta manera a menudo se denomina "corriente de cojinete".

Hay muchas causas de corriente de cojinete, incluido el sobreimpulso de tensión en el VFD, la asimetría del circuito magnético del motor, los desequilibrios de suministro y las condiciones transitorias, entre otras causas. Cualquiera de estas condiciones puede darse de forma independiente o simultánea para crear corrientes de cojinete desde el árbol de motor.

La tensión de árbol se acumula en el rotor hasta que supera la capacidad dieléctrica del lubricante de cojinete de motor, en cuyo punto la tensión se descarga en un breve pulso a masa a través del cojinete. Después de la descarga, la tensión vuelve a acumularse en el árbol y el ciclo se repite. Esta descarga aleatoria y frecuente tiene un efecto de mecanizado por descarga eléctrica (EDM), lo que provoca picaduras en los elementos rodantes y las pistas de rodadura del cojinete. Inicialmente, estas descargas crean un efecto "esmerilado" o "arenado" en las superficies. Con el paso del tiempo, este deterioro provoca un patrón de ranuras en la pista de cojinete denominado "estriado", lo cual es un indicio de que el cojinete ha sufrido graves daños. Finalmente, el deterioro provocará el fallo completo del cojinete.

La técnica anterior enseña numerosos métodos para mitigar los daños que provocan las tensiones de árbol, incluido el uso de un cable blindado, la puesta a masa del árbol, los cojinetes aislados y la instalación de un blindaje de Faraday. Por ejemplo, la patente de los Estados Unidos n.° 7.193.836 divulga dispositivos para controlar una corriente de árbol, cuyos dispositivos están diseñados para inducir una ionización en presencia de un campo eléctrico.

La mayoría de las aplicaciones externas aumentan los costes, la complejidad y la exposición a factores ambientales externos. Los cojinetes aislados proporcionan una solución interna al eliminar la trayectoria a masa a través del cojinete para que fluya la corriente. Sin embargo, la instalación de cojinetes aislados no elimina la tensión de árbol, que seguirá buscando la trayectoria de menor impedancia a masa. Por tanto, los cojinetes aislados no son eficaces si la trayectoria de impedancia pasa a través de la carga accionada. Por lo tanto, la técnica anterior no enseña un método o aparato interno de bajo desgaste para conectar eficazmente a masa una tensión de árbol y evitar que el mecanizado por descarga eléctrica de los cojinetes provoque un fallo de cojinete prematuro.

El documento US 2011/193446 A1 describe un anillo desviador de corriente que comprende un cuerpo interior, comprendiendo dicho cuerpo interior una abertura principal, un canal radial conformado en una cara de dicho cuerpo interior y una nervadura conformada en la superficie radial exterior de dicho cuerpo principal. El anillo desviador de corriente comprende también un cuerpo exterior, comprendiendo dicho cuerpo exterior una base, una ranura anular conformada en la superficie interior radial de dicha base, en donde dicha ranura anular está definida por un primer hombro anular y un segundo hombro anular, una proyección radial, en donde dicha proyección radial se extiende radialmente hacia dentro desde dicha base, en donde una abertura principal está formada en dicha proyección radial, y en donde dicho cuerpo exterior y dicho cuerpo interior están configurados de manera que el acoplamiento de dicha nervadura con dicha ranura anular afianza dicho cuerpo interior a dicho cuerpo exterior en la dirección axial. El anillo desviador de corriente comprende también un segmento conductor, en donde dicho segmento conductor está colocado en dicho canal radial. En un ejemplo, un anillo desviador de corriente de múltiples anillos incluye un retenedor con el que se afianzan al menos dos anillos. El retenedor puede tener una forma sustancialmente en forma de anillo con una abertura principal retenedora en el centro de la misma, cuya abertura principal retenedora corresponde a cada abertura principal de anillo. El retenedor puede estar formado por una pluralidad de ranuras anulares y los anillos pueden estar formados por una pluralidad de canales radiales. En cada canal radial puede estar colocado un segmento conductor. Un árbol pasa a través de una abertura principal del anillo desviador de corriente.

El documento US 4.873.512 A describe cómo, en un sistema turbina-generador de vapor en donde el árbol de turbina está sometido a una acumulación de carga electrostática, un sistema de puesta a masa activo mantiene continuamente el árbol a un potencial sustancialmente de masa. Un circuito de retroalimentación está conectado entre dos escobillas en contacto con el árbol giratorio y se puede hacer funcionar para generar una corriente de una magnitud para impedir la descarga electrostática en función de la tensión detectada por una de las escobillas. Un sensor de corriente monitoriza la corriente suministrada por el circuito de retroalimentación al árbol y la salida del sensor de corriente se utiliza para diagnosticar diversas condiciones de funcionamiento del sistema turbina-generador de vapor.

Sumario de la invención

Es un objetivo del anillo desviador de corriente divulgar y reivindicar un aparato para equipos giratorios que conduce y transmite y dirige a masa la corriente de cojinete acumulada. Es otro objetivo del aislador de cojinete, como se divulga y reivindica en el presente documento, facilitar la colocación de un anillo desviador de corriente dentro del estátor del aislador de cojinete. Los segmentos conductores pueden colocarse dentro del anillo desviador de corriente. Estos segmentos conductores pueden estar construidos con sólidos metálicos o no metálicos, mecanizados o moldeados. Aunque puede seleccionarse cualquier tipo de material compatible con las condiciones de funcionamiento y la metalurgia, bronce, oro, carbono o aluminio se cree que son materiales preferidos por su mayor conductividad, resistencia, resistencia a la corrosión y al desgaste.

Se ha descubierto que un aislador de cojinete que tiene un rotor y un estátor fabricados a partir de bronce tiene cualidades de disipación de carga eléctrica mejoradas. La metalurgia del bronce preferida es la que cumple la especificación 932 (también denominada 932000 o "bronce de cojinetes"). Este bronce es preferido para cojinetes y aislantes de cojinetes porque tiene una excelente capacidad de carga y cualidades antifricción. Esta aleación de bronce para cojinetes tiene también buenas características de mecanizado y resiste a muchos productos químicos. Se cree que el bronce especificado ofrece mayores propiedades de captación de tensión de árbol comparables a las del ubicuo pararrayos debido a la resistividad eléctrica relativamente baja (85,9 ohmios-cmil/pie a 68 °F o 14,29 microhm-cm a 20 °C) y la alta conductividad eléctrica (12 % IACS a 68 °F o 0,07 MegaSiemens/cm a 20 °C) del material seleccionado.

Otro objetivo del anillo desviador de corriente y el aislador de cojinete es el perfeccionamiento de las características de disipación de la carga eléctrica desde las que presentan las escobillas de árbol montadas normalmente en el exterior del alojamiento del motor. Pruebas anteriores de un aislador de cojinete combinado con un anillo desviador de corriente concéntrico montado fijamente dentro del aislador de cojinete han demostrado una reducción sustancial de la tensión de árbol y del mecanizado por descarga electrostática que conlleva. El asiento directo entre el anillo desviador de corriente y el aislador de cojinete perfecciona la conducción a masa respecto a un alojamiento simple junto con un miembro de conducción como se enseña en la técnica anterior. Los entendidos en la técnica comprenderán que este perfeccionamiento requiere que la base del motor eléctrico esté conectada a masa, tal como es la norma.

Por lo tanto, es un objetivo del presente anillo desviador y aislador de cojinete divulgar y reivindicar un motor eléctrico para equipos giratorios que tenga un aislador de cojinete que retenga lubricantes, impide la contaminación y conduce y transmite la corriente de apoyo a masa.

Otro objetivo del anillo desviador de corriente y aislador de cojinete es proporcionar un aislador de cojinete para equipos giratorios que retenga lubricantes, impide la contaminación y conduce la descarga electrostática (tensión de árbol) para perfeccionar la vida útil del cojinete.

Otro objetivo del anillo desviador de corriente consiste en proporcionar un aparato eficaz para dirigir las cargas eléctricas de un árbol al alojamiento de un motor e impedir que la carga eléctrica pase a masa a través del cojinete o cojinetes.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un anillo divisor de corriente de acuerdo con la reivindicación 1. De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un método para determinar un contacto eléctrico utilizando un anillo desviador de corriente de acuerdo con la reivindicación 10.

Breve descripción de los dibujos

Para que se comprendan fácilmente las ventajas de la invención, unaDescripción de la invenciónmás específica de la invención descrita de forma breve anteriormente se presentará haciendo referencia a realizaciones específicas ilustradas en los dibujos adjuntos. Entendiendo que estos dibujos representan solo realizaciones habituales de la invención y, por lo tanto, no deben considerarse como una limitación de su alcance, la invención se describirá y explicará con especificidad y detalles adicionales mediante el uso de los dibujos adjuntos. El alcance de la invención está definido por las reivindicaciones.

La figura 1 es una vista en perspectiva de un motor eléctrico con el que puede emplearse un anillo desviador de corriente.

La figura 2 es una vista en sección transversal en perspectiva de un aislador de cojinete en donde una porción del estátor está conformada como un anillo desviador de corriente.

La figura 3 es una vista en sección transversal de un aislador de cojinete configurado para admitir un anillo desviador de corriente dentro de la porción del estátor del aislador de cojinete.

La figura 4 es una vista en perspectiva de un anillo desviador de corriente, que no forma parte de la presente invención.

La figura 5 es una vista axial del anillo desviador de corriente.

La figura 6 es una vista en sección transversal del anillo desviador de corriente.

La figura 7 es una vista despiezada en perspectiva de un segundo anillo desviador de corriente, que no forma parte de la presente invención.

La figura 8A es una vista en perspectiva del segundo anillo desviador de corriente ensamblado.

La figura 8B es una vista en perspectiva del segundo anillo desviador de corriente ensamblado con pinzas de montaje.

La figura 9 es una vista en perspectiva detallada de un cuerpo interior para su uso con el segundo anillo desviador de corriente.

La figura 10A es una vista axial de un cuerpo interior para su uso con el segundo anillo desviador de corriente. La figura 10B es una vista en sección transversal de un cuerpo interior para su uso con el segundo anillo desviador de corriente.

La figura 11 es una vista en sección transversal de un cuerpo interior para su uso con el segundo anillo desviador de corriente con fibras conductoras colocadas en su interior.

La figura 12 es una vista en perspectiva detallada de un cuerpo exterior para su uso con el segundo anillo desviador de corriente.

La figura 13A es una vista axial de un cuerpo exterior para su uso con el segundo anillo desviador de corriente. La figura 13B es una vista en sección transversal de un cuerpo exterior para su uso con el segundo anillo desviador de corriente.

La figura 14A es una vista axial del segundo anillo desviador de corriente ensamblado.

La figura 14B es una vista en sección transversal del segundo anillo desviador de corriente ensamblado.

La figura 15A es una vista en perspectiva de un tercer CDR, que no forma parte de la presente invención.

La figura 15B es una vista en sección transversal axial del tercer CDR.

La figura 15C es una vista en perspectiva de un conjunto conductor, que no forma parte de la presente invención, que puede usarse con determinados CDR.

La figura 16A es una vista en perspectiva de un cuarto CDR, que no forma parte de la presente invención.

La figura 16B es una vista despiezada en perspectiva del cuarto CDR.

La figura 16C es una vista en sección transversal axial del cuarto CDR.

La figura 17A es una vista en perspectiva de un quinto CDR, que no forma parte de la presente invención, que tiene un diseño dividido.

La figura 17B es una vista despiezada en perspectiva del quinto CDR.

La figura 17C es una vista en sección transversal axial del quinto CDR.

La figura 17D es una vista en sección transversal detallada del quinto CDR.

La figura 18A es una vista en perspectiva de un CDR adaptable, que no forma parte de la presente invención. La figura 18B es una vista en sección transversal axial de un CDR adaptable, que no forma parte de la presente invención.

La figura 19A es una vista en perspectiva de un CDR arqueado, que no forma parte de la presente invención. La figura 19B es una vista en sección transversal axial del CDR arqueado mostrado en la figura 19A.

La figura 19C es una vista axial del CDR arqueado mostrado en las figuras 19A y 19B.

La figura 20A es una vista en perspectiva de un segundo CDR arqueado, que no forma parte de la presente invención.

La figura 20B es una vista en sección transversal axial del CDR mostrado en la figura 20A.

La figura 20C es una vista axial del CDR arqueado mostrado en las figuras 20A y 20B.

La figura 21A es un esquema simplificado de una realización de un CDR inteligente, de acuerdo con la presente invención.

La figura 21B es una vista detallada de algunos de los componentes de la realización de un CDR inteligente mostrado en la figura 21A.

La figura 21C es un esquema de cómo puede configurarse una realización inalámbrica de un CDR inteligente. La figura 22A es una vista despiezada de un CDR, que no forma parte de la presente invención, que utiliza un diseño de rotor capturado y una cara abierta.

La figura 22B es una vista en perspectiva del CDR capturado ensamblado mostrado en la figura 22A.

La figura 22C es una vista en sección transversal axial del CDR capturado mostrado en las figuras 22A y 22B. La figura 22D es una vista en sección transversal axial de otro CDR capturado, que no forma parte de la presente invención, similar al mostrado en las figuras 22A-22C, pero con una cara cerrada.

La figura 23A es una vista despiezada de un CDR capturado, que no forma parte de la presente invención, con los extremos distales de los segmentos conductores orientados lejos del árbol.

La figura 23B es una vista frontal del CDR capturado mostrado en la figura 23A.

La figura 23C es una vista en sección transversal axial del CDR capturado mostrado en las figuras 23A y 23B. La figura 23D es una vista frontal del CDR capturado mostrado en las figuras 23A-23C con la tapa retirada para mayor claridad.

La figura 23E es una vista frontal de un rotor que puede utilizarse con el CDR capturado mostrado en las figuras 23A-23D.

La figura 24A es una vista en perspectiva de un CDR antideflagrante, que no forma parte de la presente invención.

La figura 24B es una vista en perspectiva del CDR antideflagrante mostrado en la figura 24A con el estátor retirado para mayor claridad.

La figura 24C es una vista en perspectiva despiezada del CDR antideflagrante mostrado en las figuras 24A y 24B. La figura 24D es una vista en sección transversal axial del CDR antideflagrante mostrado en las figuras 24A-24C. La figura 24E es otra vista en sección transversal axial del CDR antideflagrante mostrado en las figuras 24A-24D en donde la tapa y el estátor están axialmente espaciados entre sí y el árbol y el manguito se han retirado para mayor claridad.

La figura 25A es una vista de cara axial de otro CDR antideflagrante, que no forma parte de la presente invención. La figura 25B es una vista en sección transversal axial del CDR antideflagrante mostrado en la figura 25A a lo largo de las líneas H-H.

La figura 26A es una vista de cara axial de otro CDR antideflagrante, que no forma parte de la presente invención. La figura 26B es una vista en sección transversal axial del CDR antideflagrante mostrado en la figura 26A a lo largo de la línea F-F.

La figura 27A es una vista de cara axial de otro CDR antideflagrante, que no forma parte de la presente invención. La figura 27B es una vista en sección transversal axial del CDR antideflagrante mostrado en la figura 27A a lo largo de la línea F-F.

La figura 28A es una vista de cara axial de otro CDR antideflagrante, que no forma parte de la presente invención. La figura 28B es una vista en sección transversal axial del CDR antideflagrante mostrado en la figura 28A a lo largo de la línea J-J.

La figura 29A es una vista de cara axial de otro CDR antideflagrante, que no forma parte de la presente invención. La figura 29B es una vista en sección transversal axial del CDR antideflagrante mostrado en la figura 29A a lo largo de la línea J-J.

Descripción detallada: listado de elementos

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Descripción detallada

Antes de pasar a explicar en detalle las diversas realizaciones de la presente invención, se debe entender que la invención no está limitada en su aplicación a los detalles de construcción y a las disposiciones de componentes que se exponen en la siguiente descripción o que se ilustran en los dibujos. La invención es apta para otras realizaciones y puede ponerse en práctica o realizarse de diversas maneras. También, se debe entender que la fraseología y la terminología usadas en el presente documento con referencia a la orientación del dispositivo o del elemento (tal como, por ejemplo, términos como "frontal", "trasero", "arriba", "abajo", "parte superior", "parte inferior" y similares) se usan únicamente para simplificar la descripción, de la presente invención, y no indican o implican por sí solos que el dispositivo o elemento al que se hace referencia debe tener una orientación particular. De manera adicional, los términos tales como "primero", "segundo" y "tercero" se usan en el presente documento y en las reivindicaciones adjuntas con fines descriptivos y no pretenden indicar ni implicar importancia o significado relativo. Adicionalmente, los términos CDR 40, Cd R radial 80, CDR de múltiples anillos 100 y CDR adaptable 160 pueden utilizarse indistintamente cuando se hace referencia a generalidades de configuración con un aislador de cojinete 10, métodos y/o materiales de construcción, y/u otras características generales, a menos que se diga específicamente de otra manera.

En la figura 1, se muestra un alojamiento de equipo 16 con el que se puede usar un CDR 40. El CDR 40 puede encajarse a presión en una abertura del alojamiento de equipo 16 o puede afianzarse al exterior del alojamiento de equipo 16 usando flejes 70 y sujeciones 72 como se describe en detalle a continuación y como se muestra en la figura 1. El CDR 40 también puede afianzarse al alojamiento de equipo 12 mediante otras estructuras y/o métodos, tales como adhesión química, soldadura, remaches o cualquier otra estructura y/o método adecuado para la aplicación particular. El CDR 40 también puede estar configurado para acoplarse a un aislador de cojinete 10, o formado integralmente con un aislador de cojinete 10, como se describe en detalle a continuación.

La figura 2 ilustra una vista en perspectiva de un aislador de cojinete 10 configurado para descargar pulsos eléctricos desde el árbol 14 a través del alojamiento de equipo 16. El aislador de cojinete 10 como se muestra en la figura 2 puede montarse en un árbol giratorio 10 en uno o ambos lados del alojamiento de equipo 16. El aislador de cojinete 10 puede estar montado sobre rebordes, ajustado a presión (como se muestra en la figura 2) o unido al alojamiento de equipo 16 mediante cualquier otro método y/o estructura adecuada para la aplicación particular, como se ha descrito anteriormente para el CDR 40. En algunos ejemplos, pueden usarse tornillos de fijación (no mostrados) u otras estructuras y/o métodos para montar el estátor 20 al alojamiento de equipo 16 o el rotor 30 al árbol 14. En otro ejemplo no representado en el presente documento, el árbol 14 está estacionario y el alojamiento de equipo 16 u otra estructura en la que esté montado el aislador de cojinete 10 puede girar.

CDR DE UNA ÚNICA PIEZA Y AISLADOR DE COJINETE (no forma parte de la presente invención)

El CDR 40 y/o el aislador de cojinete 10, ninguno de los cuales forma parte de la presente invención, puede montarse de manera que el CDR 40 y/o el aislador de cojinete 10 puedan flotar en una o más direcciones. Por ejemplo, en una realización, una porción del aislador de cojinete 10 está colocada en una carcasa. La carcasa está conformada por dos placas opuestas con aberturas principales en su interior, a través de cuyas aberturas principales pasa el árbol 14. El interior de la carcasa está diseñado de manera que el aislador de cojinete 10 y/o el CDR 40 están colocados dentro de un rebaje de círculo truncado (es decir, en forma de pastilla) en el interior de la carcasa. Los puntos de contacto entre el aislador de cojinete 10 y/o el CDR 40 y la carcasa pueden estar formados con una sustancia de baja fricción, tal como Teflon®, unida a los mismos.

En la figura 3 se muestra una vista en sección transversal más detallada de un aislador de cojinete 10 con el que puede usarse el CDR 40. El aislador de cojinete 10 mostrado en las figuras 2 y 3 incluye un estátor 20 y un rotor 30, y se denomina comúnmente sello laberíntico. Generalmente, los sellos laberínticos son bien conocidos por los expertos en la materia e incluyen los divulgados en las patentes de los Estados Unidos n.° 7.396.017; 7.090.403; 6.419.233; 6.234.489; 6.182.972; y 5.951.020; y la publicación de solicitud de patente de los Estados Unidos n.° 2007/0138748.

El estátor 20 puede comprender, en general, un cuerpo principal de estátor 22 y varias proyecciones axiales y/o radiales que se extienden a partir de los mismos y/o diversas ranuras axiales y/o radiales configuradas en su interior, que se describen en más detalle a continuación. En las figuras 2 y 3, el estátor 20 está montado fijamente en un alojamiento de equipo 16 con una junta tórica 18 que forma un sello entre los mismos.

El rotor 30 puede comprender, en general, un cuerpo principal 32 del rotor y varias proyecciones axiales y/o radiales que se extienden a partir de los mismos y/o varias ranuras axiales y/o radiales configuradas en su interior, que se describen en más detalle a continuación. Una proyección axial de estátor 26 coopera con una ranura axial 39 del rotor, y una proyección axial de rotor 36 coopera con una ranura axial 29 del estátor para formar un paso de laberinto entre la porción interior del aislador de cojinete 10 y el entorno exterior. El rotor 30 puede estar montado fijamente a un árbol 14 y poder girar con el mismo. Una junta tórica 18 puede utilizarse para formar un sello entre los mismos. Un miembro de sellado 17 puede colocarse entre el estátor 20 y el rotor 30 en una interfaz interior entre los mismos para ayudar a impedir la entrada de contaminantes en el interior del aislador de cojinete 10 desde el entorno exterior, al tiempo que ayuda a retener los lubricantes en el interior del aislador de cojinete 10.

En el aislador de cojinete 10, que no forma parte de la presente invención, mostrado en las figuras 2 y 3, una proyección radial de estátor 28 proporciona una ranura exterior en el estátor 20 para la recogida de contaminantes. Un primer hueco de interfaz axial 34a puede estar formado entre la superficie radialmente exterior de una proyección radial de estátor 28 y la superficie radialmente interior de una proyección radial de rotor 38. Un primer hueco de interfaz radial 34a puede estar formado entre la superficie axialmente exterior de una proyección axial de estátor 26 y la superficie axialmente interior de una ranura axial de rotor 39. Una proyección axial de rotor 36 formada con una proyección axial de rotor 38 puede estar configurada para encajar dentro de una ranura axial de estátor 29 para proporcionar otro hueco de interfaz axial entre el estátor 20 y el rotor 30.

En el aislador de cojinete 10 representado en el presente documento, una proyección axial de rotor 38 (adyacente a la superficie exterior axial 33 del rotor) se extiende radialmente más allá del diámetro mayor de la proyección axial de estátor 26. Esto permite que el rotor 30 abarque la proyección axial de estátor 26. Como se describirá en mayor detalle en la patente de los Estados Unidos n.° 6.419.233, esta extensión radial es una característica de diseño clave del aislador de cojinete 10 mostrado en el presente documento. La orientación axial del primer hueco de interfaz axial 34a controla la entrada de contaminantes en el aislador de cojinete 10. La reducción o eliminación de contaminantes mejora la longevidad y el perfeccionamiento del aislador de cojinete 10, cojinete 12, y segmento(s) conductor(es) 46. La abertura del primer hueco de interfaz axial 34a está orientada hacia atrás, hacia el alojamiento de equipo 16 y lejos del flujo contaminante. El flujo contaminante o refrigerante se dirigirá normalmente a lo largo del eje del árbol 14 y hacia el alojamiento de equipo 16.

Para facilitar la descarga de energía eléctrica en el árbol 14 o en sus proximidades, el aislador de cojinete 10 puede incluir al menos un segmento conductor 46 colocado dentro del estátor 20. El estátor 20 puede estar configurado con una cámara de retención de segmento conductor adyacente al cojinete 12, en cuya cámara de retención de segmento conductor el segmento conductor 46 puede colocarse y afianzarse de manera que el segmento conductor 46 esté en contacto con el árbol 14. A medida que las cargas eléctricas se acumulan en el árbol 14, el segmento conductor 46 sirve para disipar esas cargas a través del aislador de cojinete 10 y hacia el alojamiento de equipo 16. El tamaño y la configuración específicos de la cámara de retención de segmento conductor dependerán de la aplicación del aislador de cojinete 10 y del tipo y tamaño de cada segmento conductor 46. Por consiguiente, el tamaño y la configuración del canal anular del segmento conductor no son en modo alguno limitativos.

No se prefiere configurar la cámara de retención de segmento conductor como un canal anular. Esta configuración se refiere a dificultades relacionadas con, entre otras cosas, el rendimiento y la fabricación. Una configuración preferida de la cámara de retención de segmento conductor es un canal radial 52, tales como los descritos para el CDR 40 mostrado en las figuras 7-14 o como se describe para el CDR radial 80, mostrado en las figuras 15A-15C.

El aislador de cojinete 10 está formado por una ranura receptora 24. La ranura receptora 24 puede estar conformada en el lado interior del aislador de cojinete 10 adyacente al árbol 14, como se muestra mejor en la figura 3. Generalmente, la ranura receptora 24 facilita la colocación de un CDR 40 dentro del aislador de cojinete 10. Sin embargo, pueden colocarse otras estructuras dentro de la ranura receptora 24 en función de la aplicación específica del aislador de cojinete 10.

Como se muestra y describe, el aislador de cojinete 10 de las figuras 2 y 3 incluye una pluralidad de pasajes de interfaz radiales y axiales entre el estátor 20 y el rotor 30 resultantes de la cooperación de las proyecciones del estátor 26, 28 con las ranuras del rotor 39 y de la cooperación de las proyecciones del rotor 36, 38 con las ranuras de estátor 29. Existe un número infinito de configuraciones y/u orientaciones de los diversas proyecciones y ranuras, por lo que la configuración y/u orientación de los diversas proyecciones y ranuras en el estátor 20 y/o rotor 30 no son en modo alguno limitativas. El aislador de cojinete 10, como se ha divulgado en el presente documento, puede utilizarse con cualquier configuración de estátor 20 y/o rotor 30, en donde el estátor 20 puede estar configurado con una cámara de retención de segmento conductor para retener al menos un segmento conductor 46 en su interior o una ranura receptora 24, como se describe en detalle a continuación.

Un primer anillo desviador de corriente (CDR) 40, que no forma parte de la presente invención, se muestra en perspectiva en la figura 4, y la figura 5 proporciona una vista axial del mismo. El CDR 40 puede usarse con cualquier equipo giratorio que tenga tendencia a acumular una carga eléctrica en una porción de la misma, tales como motores eléctricos, cajas de engranajes, cojinetes o cualquier otro equipo de este tipo. El primer CDR 40 está diseñado para colocarse entre un alojamiento de equipo 16 y un árbol 14 que sobresale del alojamiento de equipo 16 y que puede girar con respecto al mismo.

Generalmente, el CDR 40 comprende un cuerpo de CDR 41, que puede montarse fijamente en el alojamiento de equipo 16. Una primera pared 43 y una segunda pared 44 se extienden desde el cuerpo de CDR 41 y definen un canal anular 42. Al menos un segmento conductor 46 está retenido de forma fija en el canal anular 42 de manera que el segmento conductor 46 está en contacto con el árbol 14 para crear un camino de baja impedancia desde el árbol 14 hasta el alojamiento de equipo 16.

En la figura 6 se muestra una vista en sección transversal del CDR 40. Como se muestra en la figura 6, el grosor axial de la primera pared 43 es menor que el de la segunda pared 44. El segmento conductor 46 se retiene dentro del canal anular 42 posicionando primero el segmento conductor 46 dentro del canal anular 42 y deformando a continuación la primera pared 43 para reducir la holgura entre los extremos distales de las paredes primera y segunda 43, 44. Deformando la primera pared 43 de esta manera se retiene el segmento conductor 46 dentro del canal anular 42. En función del material utilizado para construir el segmento conductor 46, la deformación de la primera pared 43 puede comprimir una porción del segmento conductor 46 para afianzar aún más la posición del segmento conductor 46 con respecto al árbol 14.

Una vista detallada de la superficie exterior radial de CDR 45 se muestra en la figura 6. La superficie exterior radial de CDR 45 puede estar configurada con un ligero ángulo en la dimensión axial para que el CDR 40 pueda encajarse a presión en el alojamiento 16 del equipo. El ángulo es de un grado, pero puede ser mayor o menor en otros ejemplos no recogidos en el presente documento. También, la primera pared 43 se sitúa junto al cojinete 12 cuando el CDR 40 se instala en un alojamiento de equipo 16. Sin embargo, en otros ejemplos no mostrados en el presente documento, la segunda pared 44 puede colocarse adyacente al cojinete 12 cuando el CDR 40 se instala en un alojamiento de equipo 16, en cuyo caso el ángulo de la superficie exterior radial de CDR 45 sería opuesto al mostrado en la figura 6. Las dimensiones/orientación óptimas del cuerpo de CDR 41, canal anular 42, la primera pared 43, segunda pared 44, y la superficie exterior radial de CDR 45 variarán en función de la aplicación específica del CDR 40 y, por lo tanto, no limitan en modo alguno el ámbito de aplicación del CDR 40.

Al igual que en el caso del aislador de cojinete 10, no se prefiere un CDR 40 con una cámara de retención de segmento conductor configurada como un canal anular. Entre las razones por las que no se prefiere una configuración de este tipo se encuentran consideraciones de rendimiento y fabricación. En su lugar, los demás CDR divulgados en el presente documento, que no tienen un canal anular 42 y las dificultades que conlleva, se prefieren.

En otros CDR 40 descritos en detalle a continuación, el CDR 40 se monta en el alojamiento de equipo 16 mediante las aberturas de montaje 54, flejes 70 y sujeciones 72 conformados en el CDR 40 o en el alojamiento de equipo 16. El CDR 40 puede montarse en el alojamiento de equipo 16 mediante cualquier método utilizando cualquier estructura adecuada para usar en particular.

En el CDR 40 mostrado en las figuras 4 y 5, tres segmentos conductores 46 están colocados dentro del canal anular 42. El número óptimo de segmentos conductores 46 y el tamaño y/o forma de cada segmento conductor 46 variará en función de la aplicación del CDR 40, por lo que no es en modo alguno limitativo. La longitud total óptima de todos los segmentos conductores 46 y la superficie total de los segmentos conductores 46 que están en contacto con el árbol 14 variará de una aplicación a otra, y por lo tanto no es de ninguna manera limitante al alcance del CDR 40 o de un aislador de cojinete 10 configurado con segmentos conductores 46 (tal como el aislador de cojinete mostrado en las figuras 2 y 3).

Como se muestra en las figuras 4-6, el CDR 40 puede estar dimensionado para acoplarse a un aislador de cojinete 10 que tiene una ranura receptora 24, tal como el aislador de estátor 40 mostrado en las figuras 2 y 3. Como se ha descrito anteriormente, las figuras 2 y 3 muestran un aislador de cojinete 10 diseñado para acoplarse a un CDR 40. La ranura receptora 24 puede estar formada como un rebaje en el estátor 20 que está dimensionado y conformado para admitir un CDR 40 similar al que se muestra en las figuras 4-6, u otros CDR 40 divulgados en el presente documento. El CDR 40 puede encajarse a presión en la ranura receptora 24 o puede fijarse al estátor 20 mediante cualquier otro método o estructura que sea operable para montar de manera fija el CDR 40 en el estátor 20, incluyen, aunque no de forma limitativa, tornillos prisioneros, soldadura, etc. Cuando el CDR 40 está correctamente acoplado con la ranura receptora 24 en el estátor 20, la superficie exterior radial de CDR 45 hace tope y entra en contacto con la superficie interior de la ranura receptora 24.

En cualquiera de los CDR 40 o aisladores de cojinete 10 que emplean segmentos conductores 46, el segmento conductor 46 puede estar construido de carbono, que es conductor y naturalmente lubricante. En uno de ellos, el segmento conductor 46 está construido con una malla de carbono fabricada por Chesterton y designada 477-1. En otros ejemplos, el segmento conductor 46 no tiene revestimiento en el exterior de la malla de carbono. Cuando se utilizan materiales de malla o tejidos para construir los segmentos conductores 46, a menudo, la superficie del segmento conductor 46 que entra en contacto con el árbol 14 se deshilacha o se vuelve irregular, que puede ser una cualidad deseable para reducir la fricción giratoria en determinadas aplicaciones. Poco después de que el árbol 14 haya estado girando con respecto a los segmentos conductores 46, ciertos ejemplos de los segmentos conductores 46 se desgastarán y desgastarán desde la superficie del árbol 14 de modo que la fricción entre los segmentos conductores 46 y el árbol 14 sea mínima. Los segmentos conductores 46 pueden ser fibrosos, sólidos u otro material sin limitación.

En general, puede ser deseable garantizar que la impedancia desde el árbol 14 al alojamiento de equipo 16 esté en el intervalo de 0,2 a 10 ohmios para garantizar que las cargas eléctricas que se han acumulado en el árbol 14 se descarguen a través del alojamiento de equipo 16 y hacia la base del motor (no mostrado) en lugar de a través del cojinete o cojinetes 12. La impedancia desde el árbol 14 hasta el alojamiento de equipo 16 puede reducirse afianzando el ajuste entre el aislador de cojinete 10 y el alojamiento de equipo 16, aislador de cojinete 10 y el CDR 40, y/o el CDR 40 y el alojamiento de equipo 16 tiene una tolerancia muy pequeña. Por consiguiente, menor será el hueco entre el aislador de cojinete 10 y el alojamiento de equipo 16, el aislador de cojinete 10 y el CDR 40, y/o el CDR 40 y el alojamiento de equipo 16, menor será la impedancia del árbol 14 al alojamiento de equipo 16.

En otros ejemplos no representados en el presente documento, los filamentos conductores (no mostrados) pueden estar fijados al CDR 40 o al aislador de cojinete 10 o incrustados en segmentos conductores 46 fijados al CDR 40 o al aislador de cojinete 10. Tales filamentos pueden ser de aluminio, cobre, oro, carbono, polímeros conductores, elastómeros conductores, o cualquier otro material conductor que posea la conductividad adecuada para la aplicación específica. Para el segmento o segmentos conductores 46 del CDR 40 y/o del aislador de cojinete 10 puede usarse cualquier material que sea suficientemente lubricante y con una impedancia suficientemente baja.

En otro CDR 40 no representado en el presente documento, el CDR 40 se fija al árbol 14 y gira con él. La primera y segunda paredes 43, 44 del CDR 40 se extienden desde el árbol 14, y el cuerpo principal 41 del CDR está adyacente al árbol 14. La fuerza centrífuga del giro del árbol 14 hace que los segmentos conductores 46 y/o los filamentos conductores se expandan radialmente a medida que el árbol 14 gira. Esta expansión permite que los segmentos conductores 46 y/o los filamentos entren en contacto con el alojamiento de equipo 16 incluso si la grasa u otros contaminantes y/o lubricantes (que aumentan la impedancia y, por lo tanto, disminuyen la capacidad del CDR 40 para disipar las cargas eléctricas del árbol 14 al alojamiento de equipo 16) se han acumulado en un área entre el CDR 40 y el alojamiento de equipo 16.

En otro ejemplo no representado en el presente documento, puede colocarse un manguito conductor (no mostrado) en el árbol 14. Este ejemplo es especialmente útil para un árbol 14 que tiene una superficie desgastada o irregular que, de lo contrario, provocaría un desgaste excesivo de los segmentos conductores 46. El manguito conductor (no mostrado) puede estar hecho de cualquier material conductor de electricidad que sea adecuado para la aplicación en particular, y el manguito conductor (no mostrado) también puede tener una superficie exterior radial lisa. El manguito conductor (no mostrado) serviría a continuación para conducir cargas eléctricas desde el árbol 14 hasta los segmentos conductores 46 en el CDR 40 o en un aislador de cojinete 10. Otro ejemplo que puede ser especialmente útil para su uso con árboles 14 que tienen superficies exteriores desgastadas o desiguales es un ejemplo en donde se insertan filamentos o alambres conductores en los segmentos conductores 46. Estos filamentos o hilos conductores pueden ser de sacrificio y rellenar depresiones u otras asperezas de la superficie del árbol 14.

En otro ejemplo no representado en el presente documento, en los segmentos conductores 46 pueden insertarse tornillos conductores (no mostrados) fabricados con materiales conductores adecuados. Así mismo, cilindros conductores sólidos cargados por resorte pueden colocarse dentro del CDR 40 y/o del aislador de cojinete 10 en la dirección radial, de modo que entren en contacto con la superficie exterior radial del árbol 14.

Aunque elegante en su diseño, el CDR 40 mostrado en las figuras 4-6 no es el ejemplo preferido de CDR 40, como se ha mencionado anteriormente. Entre otras consideraciones, el rendimiento y las dificultades de fabricación de este diseño dictan que otros ejemplos del CDR 40 son más deseables. Particularmente, el CDR de dos piezas 40 mostrado en las figuras 7-14 y descrito en detalle más adelante y el CDR radial 80 mostrado en las figuras 15a , 15B resultan en ambos ejemplos superiores al mostrado en las figuras 4-6.

CDR DE DOS PIEZAS (que no forma parte de la presente invención)

Un ejemplo ilustrativo de un CDR 40, que no forma parte de la presente invención, se muestra en las figuras 7-14. En el ejemplo ilustrativo del CDR 40, el c Dr se forma por el acoplamiento de un cuerpo interior 50 con un cuerpo exterior 60, que se muestran desacopladas, pero en relación entre sí en la figura 7. En el ejemplo ilustrativo del CDR 40, el cuerpo interior 50 y el cuerpo exterior 60 se acoplan entre sí en un ajuste por interferencia tipo encaje a presión, que se describe en detalle a continuación.

Una vista en perspectiva de un cuerpo interior 50, que puede tener generalmente forma de anillo, se muestra en la figura 9. El cuerpo interior 50 puede incluir al menos un canal radial 52 conformado en una cara exterior del cuerpo interior 50, que incluye una abertura principal 58 a través de la cual puede colocarse un árbol 14. El ejemplo ilustrativo representado en la figura 9 incluye tres canales radiales 52, pero otros ejemplos pueden tener un número mayor o menor de canales radiales 52, por lo que el número de canales radiales no limita en modo alguno el alcance del CDR 40. Cada canal radial 52 puede estar formado con un cierre 52a en su interior para afianzar más adecuadamente ciertos tipos de segmentos conductores 46. Se contempla que un cierre 52a será más ventajoso con segmentos conductores 46 hechos de un material deformable o semideformable (tal como se representa en la figura 14B), pero puede usarse un cierre 52a con segmentos conductores 46 construidos con materiales que tienen propiedades mecánicas diferentes. Los canales radiales 52, como se muestra, están configurados para abrirse hacia un árbol 14 colocado en la abertura principal 58. El cuerpo interior 50 puede estar formado por una nervadura 56 en la superficie exterior radial de la misma. La nervadura 56 puede estar configurada para acoplarse con la ranura anular 64 formada en el cuerpo exterior 60 como se describe en detalle más adelante.

El cuerpo interior 50 puede estar formado con uno o más orificios de montaje 54 en su interior. El ejemplo ilustrativo mostrado en las figuras 8-11 está formado con tres aberturas de montaje 54. Fijación de montaje 72, tal como un tornillo o un remache, acoplado con una abertura de montaje 54, como se muestra en las figuras 1 y 8B. La presencia o ausencia de aberturas de montaje 54 dependerá en gran medida del método de montaje del CDR 40. Por ejemplo, en el ejemplo ilustrativo mostrado en las figuras 14A y 14B, el cuerpo interior 50 no incluye ninguna abertura de montaje 54. Se contempla que tales ejemplos serán óptimos para usar dentro de un aislador de cojinete 10 y/o un CDR 40 que se encajará a presión en un alojamiento de equipo 16 u otra estructura.

Vista en perspectiva de un cuerpo exterior 60, que también pueden tener forma de anillo, se muestra en la figura 12. El cuerpo exterior 60 puede estar formado por una base 62 que tiene una ranura anular 64 formada en la superficie interior radial de la misma. La ranura anular 64 puede estar definida por un primer hombro anular 64a y un segundo hombro anular 65b. Una proyección radial 66 puede extenderse radialmente hacia dentro desde la base 62 adyacente al primer y/o segundo hombro 65a, 65b. En el ejemplo ilustrativo que se muestra, la proyección radial 66 está colocada junto al primer hombro anular 65a e incluye una abertura principal 68 en su interior, a través del cual puede colocarse un árbol 14.

La ranura anular 64 puede estar configurada de manera que la nervadura 56 formada en el cuerpo interior 50 engrane en la ranura anular 64 para fijar sustancialmente la posición axial del cuerpo interior 50 con respecto al cuerpo exterior 60. Como se muestra en las figuras 10B y 14B, la nervadura 56 puede estar inclinado o ahusado de modo que al insertar a la fuerza el cuerpo interior 50 en el cuerpo exterior 60, la nervadura 56 se desliza más allá del segundo hombro anular 65b y hacia el interior de la ranura anular 64 para afianzar axialmente el cuerpo interior 50 y el cuerpo exterior 60. El acoplamiento entre la nervadura 56 y la ranura anular 64 a partir de entonces resiste la separación o disociación de los cuerpos interior y exterior 50, 60.

En otros ejemplos no mostrados en el presente documento, la nervadura 56 no se limita a una configuración cónica. El reborde 56 y la base 62 también pueden estar configurados de manera que se cree un ajuste de interferencia al encajarlos para resistir la separación o disociación de los cuerpos interior y exterior 50, 60.

Como se muestra en las figuras 14A y 14B, el cuerpo interior 50 y el cuerpo exterior 60 pueden estar configurados de modo que la periferia interior de la proyección radial 66 tenga el mismo diámetro que la periferia interior del cuerpo interior 50, de modo que tanto el cuerpo interior como el exterior 50, 60 tengan el mismo espacio libre desde un árbol 14 cuando están instalados. Se contempla que, en la mayoría de las aplicaciones, el CDR 40 se instalará de manera que la superficie mostrada en la figura 14A sea axialmente exterior al alojamiento de equipo 16 u otra estructura. Sin embargo, si el CDR 40 está acoplado con un aislador de cojinete 10, el c Dr 40 puede estar orientado de manera que la superficie mostrada en la figura 14A este orientada hacia el interior del alojamiento de equipo 16 u otra estructura a la cual el aislador de cojinete 10 este montado.

Como se muestra en la figura 11, los segmentos conductores 46 pueden colocarse en cada canal radial 52. Se contempla que los canales radiales 52 estarán conformados en la superficie axial del cuerpo interior 50 que está colocado adyacente a la proyección radial 66 del cuerpo exterior 60 cuando el CDR 40 está ensamblado, como se muestra en las figuras 14A y 14B. Esta orientación afianza la posición axial de los segmentos conductores 46. Como se ha mencionado anteriormente, un CDR 40 que emplea canales radiales 52 para la retención de segmentos conductores 52 es preferido tal cual a un CDR 40 que tiene un canal anular 42. Habitualmente, pero en función de los materiales de construcción, los segmentos conductores 46 están dimensionados de forma que se extiendan más allá del diámetro menor del cuerpo interior 50 hacia la abertura principal 58 para entrar en contacto con el árbol 14. Los canales radiales 52 están dimensionados para no intersecar la periferia exterior del cuerpo interior 50. Esto impide que el segmento conductor 46 entre en contacto con la ranura anular 64 del cuerpo exterior 60.

El aislador de cojinete 10 y el CDR 40 pueden construirse con cualquier metal mecanizable, tales como acero inoxidable, bronce, aluminio, oro, cobre y combinaciones de los mismos, u otro material que tenga baja impedancia. El CDR 40 o el aislador de cojinete 10 puede estar montado sobre rebordes, ajustado a presión o unido al alojamiento de equipo 16 mediante cualquier otra estructura o método, tal como a través de una pluralidad de flejes 70 y sujeciones 72.

En determinadas aplicaciones, el rendimiento del aislador de cojinete 10 puede mejorarse eliminando las juntas tóricas 18 y sus ranuras correspondientes en el estátor 20 y el rotor 30, como se muestra en las figuras 2 y 3. La naturaleza de alta impedancia del material utilizado para construir la junta tórica 18 (tal como caucho y/o silicona) puede impedir la conductividad entre el aislador de cojinete 10 y el alojamiento de equipo 16, disminuyendo de este modo el rendimiento general de disipación de carga eléctrica del aislador de cojinete 10. Sin embargo, si las juntas tóricas 18 pueden estar construidas de un material de baja impedancia, pueden incluirse en cualquier aplicación del CDR 40 y/o del aislador de cojinete 10. Las dimensiones/orientación óptimas del CDR 40, el cuerpo interior 50, cuerpo exterior 60, y diversas características de la misma variarán de acuerdo con la aplicación específica del CDR 40 y, por lo tanto, no limitan en modo alguno el alcance del CDR 40.

EJEMPLO ILUSTRATIVO DE UN CDR DE UNA ÚNICA PIEZA

Un CDR radial 80 es otro ejemplo ilustrativo de un CDR 40, que se muestra en las figuras 15 A, 15B como una estructura en forma de anillo que tiene una abertura principal 88 en el centro de la misma. Como ocurre con otros ejemplos del CDR 40 divulgados en el presente documento, el CDR 40 puede montarse en equipos giratorios mediante cualquier estructura y/o método sin limitación. El ejemplo ilustrativo del CDR radial 80 que se muestra en las figuras 15A y 15B incluye tres flejes 70 fijados al CDR radial 80 a través de las sujeciones 72. Pueden utilizarse otros sujeciones 72 para afianzar los flejes 70 al equipo giratorio, afianzando de este modo el CDR radial 80 al equipo giratorio. En otros ejemplos ilustrativos del CDR radial 80, la superficie exterior radial 85a del CDR radial 80 se encaja a presión en el alojamiento 16 del equipo giratorio. Sin embargo, el método de montaje del CDR radial no limita en absoluto su alcance.

El ejemplo ilustrativo del CDR radial 80 mostrado en el presente documento incluye tres canales radiales 82 que se extienden desde la superficie exterior radial 85a hasta la superficie interior radial 85b. Cada canal radial 82 puede incluir un estante de canal radial 83, que se muestra mejor en la figura 15B. En el ejemplo ilustrativo de la imagen, el estante de canal radial 83 está colocado adyacente a la superficie interior radial 85b del CDR radial 80.

Un conjunto conductor 86 puede estar configurado para encajar de forma segura dentro del canal radial 82. Un ejemplo ilustrativo de un conjunto conductor 86 se muestra en detalle en la figura 15C. El conjunto conductor 86 puede comprender un aglutinante 86a que se encuentra principalmente dentro del canal radial 82 y una porción de contacto 86b que se extiende radialmente hacia dentro desde el canal radial 82. El aglutinante 86a puede estar formado como cualquier estructura que retenga los elementos del conjunto conductor 86, incluyendo, aunque no de forma limitativa, adhesivo químico, tapa estructural o anclaje, o combinaciones de los mismos. Pueden usarse otros tipos de conjuntos conductores 86 con el CDR radial 80 sin limitación.

Los conjuntos conductores 86 en el CDR radial 80 pueden estar configurados para ser reemplazables. Es decir, una vez agotada la porción de contacto 86b de un conjunto conductor 86, o el conjunto conductor 86 debe sustituirse de otro modo, el usuario puede retirar el conjunto conductor 86 del canal radial 82 e insertar un nuevo conjunto conductor 86 en su interior.

EJEMPLOS ILUSTRATIVOS DE UN CDR DE MÚLTIPLES ANILLOS

Un primer ejemplo ilustrativo de un CDR de múltiples anillos 100 se muestra en las figuras 16A-16D. Este ejemplo de CDR de múltiples anillos 100 es similar al CDR de dos piezas 40 descrito en detalle anteriormente y mostrado en las figuras 7-14B. El CDR de múltiples anillos 100 incluye un retenedor 110 con el que se afianzan al menos dos anillos 120. El retenedor 110 puede tener una forma sustancialmente en forma de anillo con una abertura principal retenedora 118 en el centro de la misma, cuya abertura principal retenedora 118 corresponde a cada abertura principal de anillo 128.

El retenedor 110 puede estar formado por una pluralidad de ranuras anulares 112a, 112b, 112c, 112d en la superficie interior radial de la base retenedora 111 para proporcionar superficies de asiento a los distintos anillos 120. El ejemplo del CDR de múltiples anillos 100 que se muestra en el presente documento incluye un total de cuatro anillos 120 y cuatro ranuras anulares 112. Sin embargo, otros ejemplos pueden ser un número mayor o menor de anillos 120 y las correspondientes ranuras anulares 112 sin limitar el alcance del CDR de múltiples anillos 100.

Los anillos 120 pueden estar formados con una pluralidad de canales radiales 122 similares a los formados en el cuerpo interior 50 para el ejemplo del CDR 40 mostrado en las figuras 7-14. El canal radial 116 está normalmente formado en la superficie axial interior 127a del anillo 120. En cada canal radial 122 puede colocarse un segmento conductor 116. Adicionalmente, cada canal radial 122 puede estar formado con un cierre 122a en su interior para retener mejor el segmento conductor 116.

Una pared retenedora 114 puede extenderse radialmente hacia dentro desde la primera ranura anular 112a hacia la abertura principal retenedora 118, cuya pared retenedora 114 es análoga a la proyección radial 66 del cuerpo exterior 60 para la realización del CDR 40 mostrada en las figuras 7-14. En las realizaciones representadas en el presente documento, la pared retenedora 114 es sustancialmente perpendicular a la base retenedora 111. La pared retenedora 114 puede servir de tope para el anillo interior 120, como se muestra en las figuras 16C y 16D. La superficie axial interior 127a del anillo más interior 120 puede hacer tope con la pared retenedora 114, comprimiendo de este modo los segmentos conductores 116 colocados en los canales radiales 122 del anillo más interior 120 entre el anillo 120 y la pared retenedora 114. La superficie exterior radial de anillo 125 más interior 120 puede engranar con la primera ranura anular 112a de manera que afiance el anillo más interior 120 al retenedor 110 mediante un ajuste de interferencia.

La superficie axial interior 127a del anillo 120 inmediatamente exterior al anillo más interior 120 puede hacer tope con la superficie axial exterior 127b del anillo más interior 120, comprimiendo de este modo los segmentos conductores 116 colocados en los canales radiales 112 de dicho anillo 120 entre dicho anillo 120 y el anillo 120 más interior. La superficie exterior radial 125 del anillo 120 inmediatamente exterior al anillo 120 más interior puede engranar con la segunda ranura anular 112b de manera que afiance dicho anillo 120 al retenedor mediante un ajuste de interferencia. Esto se muestra en detalle en las figuras 16C y 16D. La disposición puede continuar con todos los anillos 120 acoplados al retenedor 110.

El anillo exterior 120 puede estar configurado con una nervadura 162 en la superficie exterior radial de anillo 125. Esta nervadura 162 puede estar inclinada hacia arriba desde la superficie axial interior 127a hasta la superficie axial exterior 127b, de manera que la nervadura 126 engrana con una ranura de encaje a presión 113 que puede estar formada en la ranura anular 112 más externa (que es la cuarta ranura anular 112d en el ejemplo mostrado en el presente documento). Por consiguiente, el anillo exterior 120 puede afianzarse al retenedor 110, afianzando de este modo todos los demás anillos 120, a través del acoplamiento de la nervadura 126 con la ranura de encaje a presión 113. Esto es análogo al acoplamiento del cuerpo interior 50 con el cuerpo exterior 60 a través de la nervadura 56 y la ranura anular 64, colocados respectivamente en el cuerpo interior 50 y en el cuerpo exterior 60 del CDR 40 mostrado en las figuras 7-14.

En un CDR de múltiples anillos 100 dividido ilustrativo, que no forma parte de la presente invención, los anillos 120 pueden afianzarse al retenedor 110 utilizando sujeciones, tal como sujeciones, como se muestra en las figuras 17A-17D. En este ejemplo, los anillos 120 pueden comprender dos segmentos de anillo 130 y el retenedor 110 puede estar formado por dos piezas separadas. La interacción entre los segmentos de anillo dividido 130 más interiores y el retenedor 110 es análoga a la descrita anteriormente para el primer ejemplo del CDR de múltiples anillos 100. Así mismo, la interacción entre los segmentos de anillo dividido 130 adyacentes y la retención correspondiente de los segmentos conductores 116 para el CDR de múltiples anillos 100 divididos es análoga a la descrita para el primer CDR de múltiples anillos 100. Para retener los segmentos de anillo dividido 130, un ajuste de interferencia entre la superficie exterior radial de anillo 125 y las ranuras anulares individuales 112a, 112b, 112c, 112d junto con una ranura de encaje a presión 113 en la ranura anular 112 más externa y una nervadura 126 en el anillo 120 más externo. El mecanismo de afianzamiento de ajuste de interferencia puede emplearse solo o junto con una pluralidad de sujeciones 72, o la pluralidad de sujeciones 72 puede emplearse únicamente como mecanismo de afianzamiento. Si se usan sujeciones 72, los segmentos anulares 130 pueden estar formados con aberturas 132 para recibir las sujeciones 72.

Un anillo de respaldo 140 puede usarse con ciertos CDR 40, 80, 100, como se muestra en las figuras 17A-17D. El anillo de respaldo 140 también puede estar formado por dos piezas distintas, cuyas piezas pueden afianzarse entre sí mediante una pluralidad de correspondientes receptores de pasador de alineación 142, orificios de sujeción 143, los receptores de fijación 144 y los correspondientes pasadores de alineación 141 y sujeciones 72. En la figura 17B, dos pasadores de alineación 141 y los correspondientes receptores de pasador de alineación 142 están colocados en la costura del anillo de respaldo 140 para alinear correctamente las dos piezas. Dos sujeciones 72 pueden colocarse en los respectivos orificios de sujeción 143 de modo que una porción de cada sujeción 72 se acople un respectivo receptor de sujeción 144, afianzando de este modo las dos piezas del anillo de respaldo 140 entre sí.

El anillo de respaldo 140 puede fabricarse de modo que el hueco entre las dos piezas sea insignificante, a fin de impedir la entrada de contaminantes y la salida de lubricantes de la ubicación de cojinete. Para hacerlo, en primer lugar, puede bisecarse un círculo a lo largo de su diámetro. Las dos piezas, al unirse, forman una elipse debido al material retirado durante el corte. Por consiguiente, las dos piezas pueden mecanizarse de modo que juntas formen un círculo perfecto o casi perfecto. Los receptores de pasador de alineación 142 y los correspondientes pasadores de alineación 141 y/o los orificios de sujeción 143 y las correspondientes sujeciones 72 pueden usarse solos o en combinación para afianzar las posiciones relativas de las dos piezas (como se ha descrito anteriormente) durante el mecanizado. La estabilidad relativa de las dos piezas es necesaria para crear un círculo perfecto o casi perfecto desde las dos piezas. En este punto, la abertura principal de anillo de respaldo 148 y el canal 145 de la junta tórica pueden formarse en el anillo de respaldo 140 de acuerdo con las especificaciones deseadas. Las aberturas 146 se pueden formar en el anillo de respaldo 140 de acuerdo con los requisitos del usuario de modo que el anillo de respaldo 140 perfectamente o casi perfectamente circular se pueda centrar correctamente sobre un árbol u otra estructura.

CDR ADAPTABLE (que no forma parte de la presente invención)

Un CDR 160 adaptable, que no forma parte de la presente invención, se muestra en las figuras 18A y 18B. El CDR adaptable 160 está diseñado para que pueda montarse en una amplia variedad de equipos giratorios con diferentes geometrías. El CDR adaptable puede incluir una pluralidad de canales radiales 162 que se extienden desde la superficie exterior radial 165a hasta la superficie interior radial 165b adyacente a la abertura principal 168. Como los canales radiales 82 del CDR radial 80, los canales radiales 162 en el CDR adaptable 160 pueden incluir un estante de canal radial 163. Por consiguiente, un conjunto conductor 86 puede afianzarse en cada canal radial 162.

Se contempla que el usuario taladre y rosque orificios en el exterior del equipo giratorio de manera que una sujeción 72 pueda pasar a través de cada una de las ranuras 161 formadas en el CDR 160 adaptable. El CDR adaptable 160 puede incluir una pluralidad de rebajes 164 para acomodar mejor las diferencias en el exterior de diversos equipos giratorio. El CDR adaptable 160 puede tener un recorte 166 que sobresale en la abertura principal 168 para facilitar la instalación del CDR adaptable 160 sobre un árbol u otro objeto.

CDR ARQUEADO (que no forma parte de la presente invención)

Un CDR arqueado 80a, que no forma parte de la presente invención, es otro ejemplo de CDR 40. Un primer ejemplo de un CDR arqueado 80a se muestra en las figuras 19A-19C como una estructura de forma semicircular que tiene una abertura principal 88 en el centro de la misma y un recorte arqueado 81. La figura 19A proporciona una vista en perspectiva del primer ejemplo ilustrativo de un CDR arqueado 80a colocado sobre un árbol 14. La figura 19B proporciona otra vista en perspectiva del primer ejemplo de un CDR arqueado 80a sin un árbol 14 para propósitos de claridad. La figura 19C muestra una vista en sección transversal radial del CDR arqueado 80a mostrado en las figuras 19A y 19B. Una vista en perspectiva de un segundo ejemplo de un CDR arqueado 80a mostrado colocado alrededor de un árbol 14 se muestra en la figura 20A. La figura 20B proporciona otra vista en perspectiva de este ejemplo de un CDR arqueado 80a con el árbol 14 retirado en la figura 20B, y la figura 20C es una vista en sección transversal radial.

El CDR arqueado 80a como se muestra en el presente documento funciona sustancialmente igual que el CDR radial 80 mostrado en las figuras 15A y 15B. Sin embargo, debido a que el CDR arqueado 80a no es un anillo completo (como lo es el CDR radial 80) el CDR arqueado 80a puede ser más fácil de instalar sobre ciertos árboles 14 que el CDR radial 80 para aplicaciones específicas de la misma manera que el CDR adaptable 160 (mostrado en las figuras 18A y 18B) ser más fácil de instalar que el CDR radial 80. Para ciertos CDR arqueado 80a puede ser ventajoso usar un manguito (no mostrado), placa (no mostrada) u otra estructura para posicionar adecuadamente el CDR arqueado 80a con respecto al árbol 14. Se contempla que el CDR arqueado 80a mostrado en las figuras 19A-19C puede acoplarse con la estructura de la cual se extiende el árbol 14 a través de uno o más aberturas de montaje 54 en su interior que pueden cooperar con una sujeción 72. Se contempla que el CDR arqueado 80a mostrado en las figuras 20A-20C puede acoplarse con la estructura de la cual se extiende el árbol 14 a través de uno o más flejes 70 en cooperación con una o más sujeciones 72. Sin embargo, puede utilizarse sin limitación cualquier estructura y/o método adecuado para fijar el CDR arqueado 80a a una estructura.

El CDR arqueado 80a representado en el presente documento está configurado de manera que el CDR arqueado 80a se extiende más allá de 180 grados de un círculo. Más específicamente, el CDR arqueado 80a es aproximadamente 200 grados de un círculo completo. Sin embargo, en otros

ejemplos, la longitud del CDR arqueado 80a puede ser superior a 200 grados de un círculo completo. En otros ejemplos más, la longitud del CDR arqueado 80a puede ser inferior a 180 grados de un círculo completo.

El CDR arqueado 80a mostrado en las figuras 19A-19C incluye tres canales radiales 82 que se extienden desde la superficie exterior radial 85a hasta la superficie interior radial 85b. Cada canal radial 82 puede incluir un estante de canal radial 83, que se muestra mejor en la figura 19C. El estante de canal radial 83 está colocado adyacente a la superficie interior radial 85b del CDR arqueado 80a. El CDR arqueado 80a mostrado en las figuras 20A-20C incluye cuatro canales radiales 82 que pueden configurarse de este modo. Un conjunto conductor 86 puede estar configurado para acoplarse de forma segura a un canal radial 82, y un tapón 87 puede colocarse sobre el conjunto conductor 86 para afianzar la posición del conjunto conductor 86. Un conjunto conductor 86 se muestra en detalle en la figura 15C. Pueden usarse otros tipos de conjuntos conductores 86 con el CDR arqueado 80a sin limitación. Una realización de un tapón 87 es roscada y coopera con roscas formadas en un canal radial 82, como se muestra en la figura 19C.

Los conjuntos conductores 86 en el CDR arqueado 80a pueden estar configurados para ser reemplazables. Es decir, una vez agotada la porción de contacto 86b de un conjunto conductor 86, o el conjunto conductor 86 debe sustituirse de otro modo, el usuario puede retirar el conjunto conductor 86 (y/o el tapón 87 si se utiliza uno) del canal radial 82 e insertar un nuevo conjunto conductor 86 en su interior. El número de canales radiales 82 formados en un CDR arqueado 80a no limita en modo alguno el alcance de la misma, y análogamente, el número de conjuntos conductores acoplados no limita en modo alguno el alcance de un CDR arqueado 80a.

REALIZACIÓN ILUSTRATIVA DE UN CDR INTELIGENTE

En las figuras 21A y 21B se muestra una realización de un CDR inteligente 200'. Como se muestra, la realización ilustrativa del CDR inteligente 200' puede estar configurada para alertar al usuario cuando el CDR inteligente 200' ya no desvía adecuadamente la corriente desde el árbol 14 a masa. La realización del CDR inteligente 200' que se muestra en el presente documento logra esto en parte mediante el uso de un conjunto conductor de indicador 214' acoplado con un CDR 40 existente o integrado en un CDR 40 existente. En otras realizaciones, el CDR inteligente 200' se incorpora a una estructura independiente adyacente a un CDR 40 existente. Cualquier CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200, 202 pueden configurarse para usar como y/o con un CDR inteligente 200' sin limitación.

En la realización ilustrativa, el conjunto conductor de indicador 214', el árbol 14, conjunto conductor secundario 216', y diversos componentes electrónicos pueden estar configurados para constituir un circuito a través del cual puede fluir la electricidad cuando los conjuntos conductores 214', 216' están adecuadamente en contacto con el árbol 14. El conjunto conductor de indicador 214' puede estar formado sustancialmente de la misma manera que otros conjuntos conductores 86 descritos anteriormente en el presente documento, usando un aglutinante indicador y la porción de contacto del indicador 214b'. De manera similar, el conjunto conductor secundario 216' puede estar formado por un aglutinante secundario y una porción de contacto secundaria 216b'. Sin embargo, cualquier estructura y/o método adecuado para determinar el contacto eléctrico entre el indicador 216', 214' y el árbol 14 puede usarse con el CDR inteligente 200' sin limitación.

Una fuente de alimentación 210' y un indicador 212' pueden incorporarse al circuito descrito anteriormente como una estructura/método para alertar al usuario de cuándo el conjunto conductor 86 deja de funcionar correctamente. La fuente de alimentación 210' y el indicador 212' pueden incorporarse de diversas maneras para lograr esta función. En una configuración, la fuente de alimentación 210' está en comunicación eléctrica con el indicador 212' (que comprende una luz LED) a través del conjunto conductor de indicador 214', árbol 14, y conjunto conductor secundario 216'. La fuente de alimentación 210' hace que el indicador 212' esté activo hasta que se abra el circuito a través del conjunto conductor de indicador 214' o del conjunto conductor secundario 216' que dejan de estar en contacto con el árbol 14 en sus respectivas porciones de contacto 214b', 216b' (es decir, en caso de que el CDR 40 no desvíe adecuadamente la corriente desde el árbol 14 a masa). Por consiguiente, cuando la luz LED (indicador 212' en esta realización) deja de estar iluminada, los conjuntos conductores 86 deben sustituirse.

En otra realización, puede colocarse un interruptor para que esté en comunicación eléctrica con la fuente de alimentación 210' y el indicador 212'. Estos elementos pueden configurarse de manera que cuando el usuario active el interruptor, si el conjunto conductor de indicador 214' y el conjunto conductor secundario 216' están ambos en contacto adecuado con el árbol 14, el indicador 212' comunicará esa información. Por ejemplo, si el indicador 212' está configurado como una luz LED, la luz puede encenderse cuando el usuario activa el interruptor. Alternativamente, el indicador 212 puede estar configurado como un dispositivo auditivo, o una combinación de dispositivos visuales y auditivos. Por consiguiente, el CDR inteligente 200' no está limitado por el tipo de indicador 212 que pueda usarse con él, y cualquier indicador 212' que pueda configurarse para alertar al usuario de si el conjunto conductor de indicador 214' y el conjunto conductor secundario 216' están o no en contacto adecuado con el árbol 14.

En otra realización del CDR inteligente 200', el indicador 212' puede activarse cuando el conjunto conductor de indicador 214' y/o el conjunto conductor secundario 216' dejan de hacer contacto adecuadamente con el árbol 14, que es opuesta a la realización descrita anteriormente. En una realización en la que el indicador 212' se activa al producirse un contacto inadecuado, el conjunto conductor de indicador 214 y/o el conjunto conductor secundario 216' pueden estar configurados de modo que, tras un cierto desgaste de las respectivas porciones de contacto 214b', 216b', un miembro auxiliar (no representado) entra en contacto con el árbol 14. Al entrar en contacto el miembro auxiliar con el árbol 14, el circuito que contiene la fuente de alimentación 210' y el indicador 212' puede cerrarse. Alternativamente, un miembro conductor de configuración y/o dimensiones diferentes (p. ej., más corto) que el del conjunto conductor de indicador 214' y/o el conjunto conductor secundario 216' puede colocarse dentro de uno de los conjuntos conductores 214', 216' de manera que cuando el miembro conductor engrane en el árbol 14, el indicador 212' se activará.

El CDR inteligente 200' también puede incorporarse a una sujeción 72 utilizado para montar el CDR 40 a un alojamiento de equipo 16. En tal realización del CDR inteligente 200', puede ser necesario que esa fijación 72 en particular esté aislada eléctricamente de cualquier otra fijación 72 fijada al CDR inteligente 200' para garantizar su correcto funcionamiento. En una realización de este tipo, las descargas eléctricas del cojinete 12 al equipo 16 pueden hacer que el indicador 212' se active a medida que dichas descargas atraviesan la sujeción 72 acoplada al CDR inteligente 200'.

Estas u otras realizaciones del CDR inteligente 200' pueden estar equipadas con otras características. Por ejemplo, una etiqueta de identificación por radiofrecuencia (etiqueta "RFID", no mostrada) puede integrarse en la circuitería del CDR inteligente 200'. La circuitería del CDR inteligente 200' puede incluir también un micro-PLC, que puede configurarse para recopilar y registrar diversos datos relacionados con el CDR inteligente 200', el CDR 40, el aislador de cojinete 10' y/o el equipo. La etiqueta RFID puede simplificar la identificación del mantenimiento de los distintos equipos, CDR inteligentes 200', CDR 40 y/o aislantes de cojinete 10 en un lugar determinado.

En otra realización del CDR inteligente 200', los circuitos de la misma pueden incluir un microprocesador (no mostrado) para realizar diversas funciones relacionadas con el CDR inteligente 200', el aislador de cojinete 10 y/o el equipo. El microprocesador puede estar configurado con un módulo de comunicación inalámbrica, tal como Bluetooth, transpondedor de radiofrecuencia de onda corta, diversos dispositivos de protocolo 802.11 y/o cualquier otro sistema de comunicación inalámbrica adecuado. Si el CDR inteligente 200' está equipado para ello, el sistema puede monitorizarlo a distancia un usuario o personal de mantenimiento. El CDR inteligente 200' puede simplemente comunicarse con una CPU debidamente programada (no mostrada), ya sea por cable o de forma inalámbrica, para transmitir y/o registrar datos operativos y alertar al usuario de condiciones específicas. Otras realizaciones del CDR inteligente 200' pueden emplear la capacidad de comunicación inalámbrica sin usar un microprocesador.

Una realización ilustrativa de una realización inalámbrica de un CDR inteligente 200' se muestra en la figura 21C. Los entendidos en la técnica comprenderán que existen infinidad de métodos de implementación, parámetros de funcionamiento para monitorizar/registrar/retransmitir y/o usos para un CDR inteligente 200' configurado para ello. Como se muestra, el sensor puede estar en comunicación con un transmisor. El transmisor puede estar configurado para comunicarse de forma inalámbrica con un nodo de red y/u otro dispositivo inalámbrico (p. ej., teléfono inteligente, ordenador, etc.). Ese nodo de red y/u otro dispositivo inalámbrico puede estar en comunicación con una red de área local, red de área amplia, o cualquier otra red de comunicaciones adecuada para la aplicación particular del CDR inteligente 200'. Como se muestra, la interfaz de sensor puede estar configurada para comunicarse con el transmisor y/o el transmisor puede estar configurado para comunicarse con el nodo de red y/u otro dispositivo inalámbrico a través de cualquier protocolo adecuado, incluyendo, aunque no de forma limitativa, IEEE 1451, IEEE 802.15, Bluetooth, etc. Como se muestra, la capa de red y adaptador puede incluir, aunque no de forma limitativa, un bus de campo, Profibus, ModBus, CANopen, Interbus y/o DeviceNet.

Cualquier otra estructura y/o métodos que funcionen para alertar al usuario cuando los conjuntos conductores 86 ya no entran en contacto correctamente con el árbol 14 pueden utilizarse en el CDR inteligente 200' sin desviarse del mismo, independientemente de que dichas estructuras y/o métodos requieran un paso activo por parte del usuario para que se produzca la alerta (p. ej., pulsar un botón, escanear una frecuencia, etc.).

Otros componentes eléctricos que puedan ser necesarios para facilitar el funcionamiento del CDR inteligente 200', tales como condensadores, resistencias, transistores, etc. no se muestran en el presente documento en aras de la claridad, y no limitan en modo alguno el alcance del CDR inteligente 200'. Todos los componentes eléctricos necesarios para facilitar el CDR inteligente 200' pueden colocarse en una cavidad (no mostrada) formada dentro del cuerpo de un CDR 40 como se describe en el presente documento y/o del aislador de cojinetes 10. Alternativamente, el CDR inteligente 200' y/o determinados componentes del mismo pueden colocarse en un dispositivo de puesta a masa del árbol, junta de árbol, u otra estructura adecuada para equipos giratorios no divulgada en el presente documento.

CDR CAPTURADO (que no forma parte de la presente invención)

Un ejemplo ilustrativo de un CDR capturado 200, que no forma parte de la presente invención, se muestra en las figuras 22A-22C. Como ocurre con otros ejemplos del CDR 40 divulgados en el presente documento, el CDR capturado 200 puede montarse dentro de un aislador de cojinete 10 o puede montarse directamente en el alojamiento de equipo 16 utilizando cualquier estructura y/o método divulgado en el presente documento para otros CDR 40. El ejemplo ilustrativo utiliza una cara abierta, como se muestra mejor en la figura 22B, que proporciona una vista en perspectiva frontal del CDR 200 capturado totalmente montado.

El cuerpo principal 210 puede incluir una base 212 que se extiende a lo largo del eje de la abertura principal de cuerpo principal 218 y una pared de cuerpo principal 214 que se extiende perpendicular a la base 212. En este ejemplo, el cuerpo principal 210 incluye una superficie exterior radial 215a y una superficie interior radial 215b. Con un diseño de ajuste a presión, la superficie exterior radial 215a hace tope directamente con el alojamiento de equipo 16. La pared de cuerpo principal 214 puede estar conformada por una o más ranuras de patín 216 en la superficie interior de la misma. Patines 217, que comprenden generalmente un material en forma de anillo, de baja fricción y/o de bajo desgaste, puede colocarse en las ranuras de patín 216 para reducir las pérdidas por fricción entre el cuerpo principal 210 y el cuerpo de rotor 220, que se describe en detalle a continuación. Se contempla que algunos ejemplos de patines 217 pueden estar construidos de PTFE, pero puede usarse cualquier material adecuado sin limitación.

El rotor puede comprender dos unidades separadas: un cuerpo de rotor 220 y un anillo de rotor 230. El cuerpo de rotor 220 también puede tener una forma sustancialmente anular con una base 222 y una abertura principal de cuerpo de rotor 228 en el centro de la misma. Un reborde 221 puede extenderse radialmente hacia fuera desde la base 222. Un canal de cerradura 226 puede estar formado en la superficie radialmente exterior de la base 222 y una ranura de anillo de accionamiento 224 puede estar formada en la superficie radialmente interior de la base 222. Un anillo de accionamiento 239 puede estar colocado dentro de la ranura del anillo de accionamiento 224 y encajar firmemente alrededor de un árbol 14 que está colocado concéntricamente con la abertura principal 228 del cuerpo de rotor. El anillo de accionamiento 239 puede estar configurado para acoplar el cuerpo de rotor 220 al árbol 14, de modo que el cuerpo de rotor 220 gire con el árbol 14. El anillo de accionamiento 239 puede estar formado por cualquier material adecuado para la aplicación en particular, incluyendo, aunque no de forma limitativa, fibras de carbono tejidas, segmentos conductores sólidos, polímeros conductores, y/o combinaciones de los mismos. Por consiguiente, el alcance del CDR 200 capturado no está limitado por el material elegido para el anillo de accionamiento 239.

El anillo de rotor 230 también puede tener forma de anillo con una abertura principal de anillo de rotor 238 formada sustancialmente en el centro de la misma. El anillo de rotor 230 puede estar formado con una pluralidad de canales radiales 232 en la superficie axial interior 237a del anillo de rotor 230. Cada canal radial 232 puede estar configurado con un cierre 232a para retener mejor los segmentos conductores 116 como se describe anteriormente para otros ejemplos del CDR 40. La superficie axial interior 237a del anillo de rotor 230 puede colocarse de forma que haga tope con la superficie interior del reborde 221 del cuerpo de rotor 220 cuando el CDR 200 capturado está totalmente montado, como se muestra mejor en la figura 22C. El anillo de rotor 230 puede estar formado también por una nervadura 236 alrededor de la periferia de la abertura principal de anillo de rotor 238.

Los extremos distales de los segmentos conductores 116 pueden colocarse en los canales radiales 232, y el anillo de rotor 230 puede presionarse sobre la base 222 del cuerpo de rotor 220. A medida que el anillo de rotor 220 se presiona sobre la base 222 del cuerpo de rotor 220, la nervadura 236 del anillo de rotor 230 puede estar configurada para encajar a presión en el canal de cerradura 226 formado en la base 222 del cuerpo de rotor 220, de manera que el anillo de rotor 230 y el cuerpo de rotor 220 estén acoplados entre sí de manera que el anillo de rotor 230 gire con el cuerpo de rotor 220 (y, en consecuencia, el árbol 14). Esto también puede engranar los extremos distales de los segmentos conductores 116 dentro de los canales radiales 232 formados en el anillo de rotor 230 entre el anillo de rotor 230 y el reborde 221 del cuerpo de rotor 220 de manera que los segmentos conductores 116 queden correctamente retenidos.

Durante el funcionamiento, el cuerpo principal 210 es generalmente estático, mientras que el cuerpo de rotor 220 y el anillo de rotor 230 giran generalmente con el árbol 14. La pared de cuerpo principal 214, superficie interior radial 215a del cuerpo principal 210 base 212, y la superficie exterior radial anular 235 del anillo de rotor 230 pueden cooperar para formar una cámara de retención 223 en la que los extremos no distales de los segmentos conductores 116 pueden estar colocados. La fuerza centrífuga impartida a los segmentos conductores 116 debido al giro del cuerpo de rotor 220 y el anillo de rotor 230 puede hacer que una porción de los segmentos conductores 116 entre en contacto con la superficie interior radial 215a de la base 212 del cuerpo principal 210. Por consiguiente, el anillo de accionamiento 239 puede conducir cargas al cuerpo de rotor 220, que puede conducir cargas al anillo de rotor 230, que pueden conducir cargas a los segmentos conductores 116, que puede conducir cargas al cuerpo principal 210 y posteriormente al alojamiento de equipo 16.

En otro ejemplo ilustrativo del CDR capturado 200, que se muestra en sección transversal en la figura 22D, el anillo de rotor 230 incluye un reborde de anillo de rotor 233 que se extiende radialmente desde el anillo de rotor 230 adyacente a la superficie axial exterior 237b del anillo de rotor 230. En este ejemplo, el reborde del anillo de rotor 233 coopera con las otras superficies para cerrar la cámara de retención 233, que puede aumentar la longevidad de los segmentos conductores 116 en diversas aplicaciones.

Otro ejemplo ilustrativo del CDR capturado 200 se muestra en las figuras 23A-23D. En este ejemplo, el rotor comprende prácticamente un anillo de rotor 230. El cuerpo principal 210 todavía puede incluir una base 212 que termina con una superficie de interfaz de la tapa 213 y una pared de cuerpo principal 214 que se extiende radialmente hacia dentro desde la base 212, que se muestra en detalle en la figura 23D. La pared de cuerpo principal 214 puede estar configurada con al menos una ranura de patín 216 conformada en su interior. Los patines 217 pueden colocarse en las ranuras de los patines 216 para reducir la fricción y/o el desgaste entre las partes móviles, como se ha descrito anteriormente para otros ejemplos. La superficie de interfaz de la tapa 213 puede estar conformada por al menos un receptor 219 para acoplar la tapa 240 con el cuerpo principal 210, que se describe en detalle a continuación.

En este ejemplo, el anillo de rotor 230 puede estar configurado con al menos un canal radial 232 que se extiende desde la superficie exterior radial 235 del anillo hasta la abertura principal de anillo de rotor 238. El anillo de rotor 230 se muestra en detalle en la figura 23E. Puede formarse una ranura de segmento 234 alrededor de la periferia de la abertura principal de anillo de rotor 238 entre dos canales radiales 232 adyacentes. Los segmentos conductores 116 pueden colocarse de modo que los extremos distales de la misma se extiendan a través de los canales radiales 232 y las porciones interiores de la misma queden retenidas dentro de la ranura del segmento 234. Al ensamblarse, la superficie axial interior 237a del anillo de rotor 230 puede hacer tope con la pared de cuerpo principal 214, como se muestra mejor en la figura 23C, que proporciona una sección transversal axial de este ejemplo del c Dr 200 capturado cuando está ensamblado. La porción de los segmentos conductores 116 colocada en la ranura de segmento 234 puede configurarse de manera que se acople al árbol 14 de manera que el anillo de rotor 230 gire con el árbol 16.

Puede formarse una tapa 240 generalmente en forma de anillo con una abertura principal 248 colocada sustancialmente en el centro geométrico de la tapa 240. La tapa 240 puede estar formada con al menos una ranura de patín 246 en la superficie axial interior de la tapa 247a, como se muestra mejor en la figura 23C, en el que los patines 216 pueden colocarse para reducir la fricción y/o el desgaste como se describe anteriormente. La tapa 240 puede acoplarse con el cuerpo principal 210 mediante una pluralidad de sujeciones 72 que pasan a través de las aberturas 249 de la tapa 240 y se acoplan en los correspondientes receptores 219 conformados en el cuerpo principal 210. Cuando la tapa 240 se acopla con el cuerpo principal 210, la pared de cuerpo principal 214, la superficie interior radial 215b del cuerpo principal 210, y la superficie axial interior 247a de la tapa 240 pueden cooperar para formar una cámara de retención 223 en la que puede colocarse una porción de cada segmento conductor 116.

Como en otros ejemplos del CDR 200 capturado, en funcionamiento, el cuerpo principal 210 suele estar estático, mientras que el anillo de rotor 230 gira generalmente con el árbol 14. La fuerza centrífuga impartida a los segmentos conductores 116 debido al giro del anillo de rotor 230 puede hacer que una porción de los segmentos conductores 116 entre en contacto con la superficie interior radial 215a de la base 212 del cuerpo principal 210. Por consiguiente, los segmentos conductores 116 pueden conducir cargas desde el árbol hasta el cuerpo principal 210 y, posteriormente, hasta el alojamiento de equipo 16.

CDR ANTIDEFLAGRANTE

Ciertos ejemplos ilustrativos del CDR antideflagrante 202 pueden estar configurados para cumplir la directiva 94/9/CE sobre equipos ATEX 95 y/o la norma UL 1203 sobre equipos eléctricos antideflagrantes y de ignición por polvo. Tal cumplimiento puede incluir las siguientes certificaciones: (1) Clase I/II División 2 según UL; (2) ATEX Ex Grupo II, Categoría de equipo 3 (G, Zona 2; D, Zona 22); y, (3) Certificación para minería, Categoría de equipo A y Zonas 0, 1/20, 21. El montaje de un ejemplo de este tipo de un CDR antideflagrante 202 en un motor certificado antideflagrante creará un sistema certificado antideflagrante sin necesidad de pruebas y/o certificaciones adicionales. Sin embargo, el CDR antideflagrante 202 no está limitado en modo alguno por las certificaciones específicas, normas y/o cuerpo de certificación.

Un primer ejemplo ilustrativo de un CDR antideflagrante 202 se muestra en las figuras 24A-24E. El primer ejemplo ilustrativo de un CDR antideflagrante 202 puede estar configurado para acoplarse a un alojamiento (no mostrada)

mediante una o más sujeciones 205 que pasan a través de las correspondientes aberturas formadas en el reborde de la tapa 272. Como se describe para los aisladores de cojinete 10 y otros CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200, y/o CDR 200 capturado, cualquier estructura(s) y/o método(s) de montaje adecuado(s) puede(n) utilizarse con cualquier ejemplo del CDR antideflagrante 202 sin limitación. Por consiguiente, la estructura y/o métodos específicos para montar correctamente un CDR antideflagrante 202 no limitan en modo alguno el alcance de la misma como se ha descrito en la presente memoria descriptiva.

Con referencia ahora a las figuras 24C y 24D, el primer ejemplo ilustrativo de un CDR antideflagrante, que no forma parte de la presente invención, 202 puede incluir una tapa 270 formada con un reborde de tapa 272 alrededor de una porción de la misma. En la tapa 270 puede haber un orificio central para alojar un manguito 204 y/o un árbol 207. Se contempla que en la mayoría de las aplicaciones el árbol 207 será giratorio con respecto a una pieza de equipo, tal como un motor eléctrico (no mostrado). La tapa 270 puede estar formada por una superficie interior axial 271a y una superficie exterior axial 271b, que puede extenderse hasta el reborde 272 de la tapa, tal como se muestra en la figura 24D, y en la mayoría de las aplicaciones se contempla que la superficie interior axial 271a de la tapa puede estar colocada para hacer tope con un alojamiento de la que sobresale el árbol 207. La interfaz entre la superficie interior axial 271a de la tapa y el alojamiento puede estar sellada y/o uno o más miembros selladores (p. ej., juntas tóricas) pueden colocarse entre la tapa 270 y el alojamiento solas o junto con una sustancia deformable para garantizar la definición de la trayectoria adecuada de la llama. Dichas sustancias deformables incluyen, aunque no de forma limitativa, los epoxis, adhesivos químicos, cerámicas, metales, polímeros, y/o combinaciones de los mismos.

La tapa 270 puede estar formada por un cuerpo de tapa 276 que se extiende axialmente desde el reborde de tapa 272. En el cuerpo de la tapa 276a puede estar formada una pluralidad de orificios radiales de cuerpo 276 para alojar un conjunto conductor 259 y/o un tapón 257. Cada orificio radial de cuerpo 276a puede extenderse desde la superficie exterior del cuerpo de la tapa 276 hasta el orificio central de la tapa 270 (véase la figura 24D). El ejemplo de un CDR antideflagrante 202 mostrado en las figuras 24A-24E incluye seis orificios radiales en el cuerpo 276a y seis correspondientes conjuntos conductores 259 y tapones 257. Sin embargo, el número óptimo de perforaciones radiales del cuerpo 276a, los conjuntos conductores 259 y/o los tapones 257 variarán de una aplicación del CDR antideflagrante 202 a otra, por lo que no limitan en modo alguno el alcance de la misma.

El conjunto conductor 259 y/o el tapón 257 pueden ser similares a los conjuntos conductores 86, 214 como se ha divulgado anteriormente en el presente documento y estar configurados para hacer contacto eléctrico con un árbol 207 y/o un manguito 204. Alternativamente, el conjunto conductor 259 puede comprender cualquier estructura y/o método que proporcione una trayectoria eléctrica adecuada para la corriente desde el árbol 207 y/o el manguito 204 hasta el CDR antideflagrante 202. El tapón 257 puede sellar el conjunto conductor 259 del entorno externo, y también puede ayudar a retener adecuadamente una porción del conjunto conductor 259 dentro de la tapa 270. En el ejemplo ilustrativo, el tapón 257 puede acoplarse a la tapa 270 mediante roscas convencionales para una extracción/instalación relativamente fácil, pero puede utilizarse cualquier estructura y/o método adecuado para acoplar adecuadamente el tapón 257 y/o el conjunto conductor 259 con la tapa 270 sin limitación. Se contempla que una porción del conjunto conductor 259 entre en contacto con el árbol 207 y otra porción de la misma entre simultáneamente en contacto con el estátor 250 y/o la tapa 270 para la conducción directa de la corriente desde el árbol 207 a través del CDR antideflagrante 202 hasta el alojamiento de equipo (no representada). El cuerpo de la tapa 276 puede estar formado por una proyección axial 274 y una ranura 273 adyacentes al extremo distal del cuerpo de la tapa 276 (véanse las figuras 24d y 24E). En este ejemplo de un CDR antideflagrante 202, la porción radialmente interior de un orificio radial de cuerpo 276a puede intersecar la ranura de tapa 273. La cara axial distal del cuerpo de la tapa 276 puede estar formada con uno o más receptores de sujeción 206 para acoplamiento cooperativo con uno o más sujeciones 205 que pueden usarse para acoplar un estátor 250 a la tapa 270 como se describe en más detalle a continuación.

El primer ejemplo ilustrativo de un CDR antideflagrante 202 puede incluir también un estátor 250 que coopera con la tapa 270. La geometría y las diversas superficies de interfaz que conducen desde la zona adyacente a la ranura de tapa 273 hasta una zona externa al CDR antideflagrante 202 (a veces se refiere en el presente documento a la "trayectoria de llama") pueden diseñarse específicamente (p. ej., anchura, longitud, transiciones, etc. de interfaces entre el estátor 250 y la tapa 270) para superar las normas anteriormente divulgadas en el presente documento u otras normas sin limitación. Habitualmente, si se origina una llama y/o ignición en el CDR antideflagrante 202, la llama puede moverse hacia fuera desde el mismo. Generalmente, la trayectoria de llama puede estar diseñada para tener suficiente distancia y volumen hasta una zona externa al CDR antideflagrante 202 de manera que cuando la llama salga del CDR antideflagrante 202, la llama se ha enfriado suficientemente de manera que no puede prender material (p. ej., gases, vapores, etc.) externos al CDR antideflagrante 202. Generalmente, tal diseño requiere tolerancias relativamente estrechas a lo largo de la trayectoria de llama.

El estátor 250 puede estar formado por un orificio central para alojar un manguito 204 y/o un árbol 207. El estátor 250 puede incluir también una proyección axial 254 que puede estar configurado para abarcar todo o porción del cuerpo de la tapa 276 (véase la figura 24D). Una superficie exterior radial del estátor 25 la puede estar colocada hacia el entorno exterior y una superficie interior radial del estátor 25 lb puede estar colocada hacia el árbol 207 y/o el manguito 204. El estátor 250 puede incluir también una ranura de estátor 253 configurada para cooperar con la proyección axial de la tapa 274 (véanse las figuras 24D y 24E) de manera que la porción de contacto del conjunto conductor 259 puede situarse dentro de la ranura de tapa 273 y adyacente a la ranura de estátor 253. Como se ha mencionado anteriormente, la configuración de los diversos pasos de interfaz entre el estátor 250 y la tapa 270 puede variar de una aplicación a otra, y puede estar específicamente diseñada para las certificaciones específicas divulgadas anteriormente y/o para otras certificaciones.

El estátor 250 puede acoplarse con la tapa 270 mediante una o más sujeciones 205 que pasan a través de las correspondientes aberturas formadas en el estátor 250 y se acoplan a uno o más receptores de sujeción 206 formados en el cuerpo de la tapa 276, como se ha descrito anteriormente. Generalmente, se contempla que para la mayoría de las aplicaciones del CDR antideflagrante 202 será deseable que el estátor 250 se acople de forma rígida y segura con la tapa 270. Sin embargo, el ámbito de aplicación del CDR antideflagrante 202 no está tan limitado. Por consiguiente, puede utilizarse sin limitación alguna una estructura y/o método adecuado para acoplar el estátor 250 con la tapa 270 para la aplicación particular del CDR antideflagrante 202.

En el primer ejemplo ilustrativo de un CDR antideflagrante 202, un manguito 204 puede acoplarse al árbol 207. El manguito 204 puede estar formado con una o más ranuras de manguito 204a en la superficie de la misma que es adyacente al árbol 207 durante su uso. Una junta tórica 209 puede colocarse en una ranura del manguito 204a para engranar el manguito 204 con el árbol 207 de manera que el manguito 204 gire con el árbol 207. Las juntas tóricas 209 pueden estar formadas por un material de baja o relativamente baja impedancia, incluyendo, aunque no de forma limitativa, el silicio con componentes de plata y/o aluminio incrustados y/o entrelazados, trenzas metálicas, otros compuestos conductores, y/o combinaciones de los mismos. Una de tales juntas tóricas 209 que puede ser adecuada para ciertas aplicaciones se ofrece a la venta por Kemtron Co., en Braintree, Essex, Reino Unido, y comprende una silicona y/o flourosilicona totalmente curada cargada con una variedad de partículas altamente conductoras, cuyas partículas pueden incluir, aunque no de forma limitativa, plata, aluminio, otros compuestos metálicos, otros compuestos conductores, y/u otras combinaciones de los mismos. Esta junta tórica 209 puede configurarse específicamente para garantizar la compatibilidad galvánica y, al mismo tiempo, proporcionar una baja resistencia de contacto entre las superficies de contacto. Así mismo, si puede ser deseable para cualesquiera anillos de accionamiento y/o juntas tóricas divulgadas para cualesquiera ejemplos de aislador de cojinete y/o<c>D<r>divulgados en el presente documento, tales anillos y/o juntas tóricas de accionamiento pueden configurarse de tal manera sin limitación.

En otro ejemplo ilustrativo, el manguito 204 puede acoplarse al árbol 207 mediante adhesivos químicos y/o el manguito 204 puede configurarse como una cinta conductora u otro miembro autoadhesivo. En otros ejemplos, el manguito 204 puede ajustarse a presión en el árbol 207 (es decir, ajuste de interferencia) o acoplarse con ella mediante otras sujeciones mecánicas (p. ej., tornillos de ajuste, pernos, etc.), soldaduras y/o cualquier combinación de las anteriores.

Por consiguiente, el alcance del CDR antideflagrante 202 no está limitado en modo alguno por la presencia o ausencia de un manguito 204, y si se utiliza un manguito 204, la estructura y/o el método específicos utilizados para engranar correctamente el manguito 204 con el árbol 207 no limitan en modo alguno el alcance del CDR antideflagrante 202. La longitud del manguito 204 en el primer ejemplo ilustrativo del CDR antideflagrante 202 es aproximadamente igual a la dimensión axial del CDR antideflagrante 202 cuando el estátor 250 y la tapa 270 están acoplados entre sí, en donde el manguito 204 está ligeramente desplazado hacia el exterior del CDR antideflagrante 202 en la dimensión axial (véase la figura 24D).

El uso de un manguito 204 puede ofrecer varias ventajas. En primer lugar, puede permitir al fabricante y/o al usuario controlar justamente las tolerancias en el punto en el que se establece el contacto eléctrico entre los conjuntos conductores 259 y el elemento giratorio (p. ej., el manguito 204, árbol 207) al diseñar una trayectoria de llama en el CDR antideflagrante 202. En segundo lugar, tal uso de un manguito 204 puede también permitir al diseñador superar los problemas de definición de una trayectoria de llama con un árbol 207 mecanizado de forma imprecisa. A menudo, la superficie exterior de un árbol 207 puede ser irregular, no uniforme, o construido con un material propenso a la corrosión, picaduras y/u otras degradaciones. Se contempla que un manguito 204 puede ser especialmente útil en aplicaciones en las que un alisador, se requiere una superficie más uniforme para el contacto entre un miembro giratorio y el dispositivo de puesta a masa del árbol, incluyendo, aunque no de forma limitativa, cualquiera de los aisladores de cojinete 10 y/o CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200', CDR capturados 200, y/o CDR antideflagrante 202 divulgados en el presente documento. El manguito 204 puede estar formado por un liso, superficie exterior uniforme para proporcionar una superficie óptima para el contacto de un inserto conductor 259 u otro miembro conductor. Se contempla que el uso de un manguito 204 junto con un dispositivo de puesta a masa del árbol aumentará el rendimiento y la longevidad del dispositivo de puesta a masa del árbol.

Como se ha mencionado, el manguito 204 puede incluir una o más ranuras de manguito 204a formados en la superficie interior de la misma, cuya superficie interior será adyacente a la superficie exterior de un árbol 207 durante su uso. El ejemplo ilustrativo incluye tres ranuras de manguito 204, en donde los límites axiales de cada ranura de manguito 204a pueden estar definidos por una pared extrema en un primer lado y una pared interior en un segundo lado. Otros ejemplos de un manguito de árbol 204 pueden incluir más o menos ranuras de manguito 204a sin limitación. También, en el ejemplo ilustrativo la altura de cada pared extrema y de la pared interior puede ser igual, pero esta configuración no limita en absoluto el alcance del manguito 204.

De nuevo, una junta tórica 209 que actúa como anillo de accionamiento puede colocarse dentro de cada ranura del manguito 204. Se contempla que la(s) junta(s) tórica(s) 209 puede(n) estar configurada(s) para engranar el manguito 204 con el árbol 207 de manera que el manguito 204 gire con el árbol 207. Se contempla además que la(s) junta(s) tórica(s) 209 puede(n) estar construida(s) de un material de baja impedancia, tal manera que la corriente procedente del árbol 207 pueda transmitirse fácilmente desde la junta tórica 209 al manguito 204, desde donde pueden pasar a través de un dispositivo de puesta a masa del árbol. Es decir, se puede colocar una junta tórica 321 en cada ranura del manguito 204a, pero el manguito 204 como se ha descrito en el presente documento no está tan limitado. La junta tórica 209 puede estar formada de cualquier material que sea adecuado para la aplicación particular para la que se usará el manguito 204. Por ejemplo, se contempla que, en algunos ejemplos, la(s) junta(s) tórica(s) 209 puede(n) ser de material sintético, caucho o material similar de baja impedancia. Sin embargo, en otros ejemplos la(s) junta(s) tórica(s) 209 puede(n) estar formada(s) por fibras metálicas revestidas. Por consiguiente, el material específico utilizado para construir la(s) junta(s) tórica(s) 209 no limita en modo alguno el alcance del manguito 204.

Otro ejemplo ilustrativo de un CDR antideflagrante 202 se muestra en las figuras 25A y 25B. Este ejemplo ilustrativo de un CDR antideflagrante 202 incluye un estátor 250 y un rotor 260. Como ocurre con algunos ejemplos del CDR capturado 200 divulgados en el presente documento, el estátor 250 puede estar montado en el alojamiento de un equipo (no representado) con un árbol 207 que sobresale a partir de los mismos. El rotor 260 puede montarse en el árbol 207 para que gire con él. Como se muestra mejor en la figura 25A, este ejemplo de CDR antideflagrante 202 puede estar formado por uno o más orificios radiales 252 en el estátor 250. Los orificios radiales 252 pueden configurarse para alojar un conjunto conductor 259 de modo que una porción del mismo entre en contacto con el árbol 207 como se ha descrito anteriormente para otros ejemplos del CDR antideflagrante 202 sin limitación.

Con referencia ahora a la figura 25B, que proporciona una vista en sección transversal de este ejemplo de CDR antideflagrante 202, una tapa 270 puede estar configurada para engranar una porción del estátor 250, encerrando de este modo una porción del rotor 260 dentro del estátor 250 y de la tapa 270. La tapa 270 puede acoplarse con el estátor 250 de manera afianzada usando sujeciones 205 como se muestra mejor en la figura 25 A. Alternativamente, la tapa 270 puede acoplarse con el estátor 250 de la manera deseada mediante cualquier método y/o estructura adecuada para usar en particular el CDR antideflagrante 202, incluyendo, aunque no de forma limitativa, adhesivos químicos, ajustes de interferencia, soldadura, y/o combinaciones de los mismos. La tapa 270 puede estar formada por una pluralidad de canales de fijación de la tapa 278 correspondientes a los canales de fijación 258 formados en el estátor 250, en función del ejemplo concreto del CDR antideflagrante 202

El rotor 260 puede montarse en el árbol 207 para que gire con él. En los ejemplos ilustrados de un CDR antideflagrante 202 que utiliza un rotor 260, se usa una pluralidad de juntas tóricas 209 para montar el rotor 260 en el árbol 207. Sin embargo, cualquier otro método y/o estructura adecuada para la aplicación particular del CDR antideflagrante 202 puede usarse sin limitación, incluyendo, aunque no de forma limitativa, adhesivos, ajustes de interferencia, soldadura, tomillos prisioneros, y/o combinaciones de los mismos.

En este ejemplo del CDR antideflagrante 202, que no forma parte de la presente invención, el estátor 250 puede incluir una superficie exterior radial del estátor 251a con la que el extremo distal de los orificios radiales 252 puede intersecarse. El estátor 250 puede incluir también una superficie interior radial del estátor 25 lb orientada hacia el rotor 260 (si está presente para ese ejemplo de CDR antideflagrante 202). El ejemplo de estátor 250 mostrado en la figura 25B puede estar formado con una o más proyecciones 253 del estátor que pueden corresponder a una o más proyecciones axiales 264 del rotor y/o proyecciones radiales 265 del rotor. El estátor 250 puede incluir también una o más proyecciones axiales 254 y/o radiales 255 que pueden corresponder a una o más ranuras del rotor 263 y/o ranuras de tapa 273. Una proyección radial 255 del estátor en el lado del equipo del CDR antideflagrante 202 (generalmente orientado hacia la izquierda en la orientación mostrada en la figura 25B) puede extenderse hacia el árbol 207 para crear un espacio relativamente estrecho entre dicha proyección radial 255 del estátor y el árbol 207. Los diversos pasos de interfaz entre el estátor 250 y el rotor 260, el estátor 250 y la tapa 270, y/o el rotor y la tapa 270 pueden configurarse de manera que el CDR antideflagrante 202 cumpla determinados criterios de certificación.

Todavía con referencia a la figura 25B, este ejemplo de un CDR antideflagrante 202 puede incluir un rotor 260 formado con una superficie exterior radial de rotor 261a orientada hacia una porción del estátor 250 y una superficie interior radial de rotor 261b orientada hacia un árbol 207. Uno o más canales de junta tórica 266 pueden estar conformados en la superficie interior radial 261b del rotor para recibir una junta tórica 209 para montar el rotor 260 al árbol 207 de la manera deseada. Como se ha explicado anteriormente, pueden usarse otros métodos y/o estructuras para montar el rotor 260 en el árbol 207 sin limitación. Se contempla que, si se utilizan juntas tóricas 209, será más ventajoso que esas juntas tóricas 209 estén construidas con un material que sea suficientemente conductor. El rotor 260 en el ejemplo de un CDR antideflagrante 202 mostrado en la figura 25B puede incluir una proyección radial del rotor 265 que tiene una o más proyecciones axiales del rotor 264 que se extienden a partir de los mismos, cuyas proyecciones 264, 265 pueden cooperar con una o más ranuras de estátor 253 y/o ranuras de tapa 273 para formar una trayectoria de llama para la certificación adecuada se han mencionado anteriormente. La superficie exterior radial 261a del rotor más distal puede cooperar con una superficie interior radial de estátor 251b para definir un canal de interfaz 256 entre el estátor 250 y el rotor 260 en el que puede colocarse una porción del conjunto conductor 259. Se contempla que una porción del conjunto conductor 259 entre en contacto con el árbol 207 y otra porción de la misma entre en contacto con el estátor 250 simultáneamente para la conducción directa de la corriente desde el árbol 207 a través del CDR antideflagrante 202 hasta el alojamiento de equipo (no representada).

Este ejemplo de CDR antideflagrante 202 puede incluir una tapa 270 formada con una superficie interior axial de la tapa 271a, una porción de la cual puede hacer tope con el estátor 250, y una superficie exterior axial de tapa 271b, una porción de la cual puede estar expuesta al entorno exterior. Una o más ranuras de tapa 273 pueden estar formadas en una porción de la superficie interior axial de la tapa 271a. Adicionalmente, la tapa 270 puede estar formada por una o más proyecciones axiales de tapa 274 y/o proyecciones radiales de tapa 275 para cooperar con las ranuras del rotor 263 y/o las proyecciones axiales y/o radiales del rotor 264, 265 para formar la trayectoria de llama deseada. Una proyección radial de la tapa 275 en el lado externo del CDR antideflagrante 202 (generalmente orientada hacia la derecha en la orientación mostrada en la figura 25B) puede extenderse hacia el árbol 207 para crear un espacio relativamente estrecho entre esa proyección radial de la tapa 275 y el árbol 207.

Otro ejemplo ilustrativo de un CDR antideflagrante 202 se muestra en las figuras 26A y 26B. El ejemplo utiliza un estátor 250 pero no un rotor 260. El estátor 250 de este ejemplo de CDR antideflagrante 202 está configurado de forma sustancialmente similar al CDR radial 80 divulgado anteriormente. El estátor 250 puede estar formado por uno o más orificios radiales 252 para alojar un inserto conductor 259 y un tapón 257 (si se desea) de una manera sustancialmente igual a la descrita anteriormente para otros ejemplos de un CDR antideflagrante 202. Adicionalmente, el estátor 250 en este ejemplo de CDR antideflagrante 202 puede estar acoplado directamente a un alojamiento. El estátor 250 puede estar formado por uno o más canales de sujeción 258 en los que se pueden insertar las respectivas sujeciones 205 para montar el estátor 250 en un alojamiento. Como se describe para los aisladores de cojinete 10 y otros CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200, y/o CDR 200 capturado, para montar el estátor 250 en un alojamiento puede utilizarse cualquier estructura o estructuras de montaje y/o método o métodos adecuados. Por consiguiente, la estructura y/o el método específicos para montar correctamente un estátor 250 no limitan en modo alguno el alcance de cualquier CDR antideflagrante 202 como se ha divulgado y reivindicado en la presente memoria descriptiva.

Haciendo referencia a las figuras 26A y 26B, este ejemplo de CDR antideflagrante 202 puede incluir también una tapa 270 que tiene una superficie interior axial 271a, una porción de la cual puede colocarse junto a un alojamiento durante su uso. La tapa 270 puede incluir también una superficie exterior axial de tapa 271b opuesta al alojamiento. La tapa 270 puede incluir un reborde de tapa 272 para proporcionar una superficie adicional a la porción de la superficie interior axial 271a de la tapa que está colocada junto al alojamiento. La tapa 270 puede incluir también una ranura de tapa 273 configurada para alojar el estátor 250. La tapa 270 puede estar formada por uno o más canales de fijación de la tapa 278 en los que pueden insertarse las respectivas sujeciones 205 para montar la tapa 270 en un alojamiento. Como se describe para los aisladores de cojinete 10 y otros CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200, y/o CDR 200 capturado, para montar la tapa 270 en un alojamiento puede utilizarse cualquier estructura o estructuras de montaje y/o método o métodos adecuados. Por consiguiente, la estructura y/o el método específicos para montar correctamente una tapa 270 no limitan en modo alguno el alcance de cualquier CDR antideflagrante 202 como se ha divulgado y reivindicado en la presente. Para definir adecuadamente una trayectoria de llama, una sustancia deformable (no mostrada) que tiene las propiedades eléctricas y mecánicas requeridas puede colocarse entre el alojamiento y la porción de la superficie interior axial 271a de la tapa adyacente al alojamiento, como se ha descrito anteriormente. Otro ejemplo ilustrativo de un CDR antideflagrante 202 se muestra en las figuras 27 A y 27B. Este ejemplo es similar al mostrado en las figuras 26A y 26B por el hecho de que no se usa el rotor 260. Sin embargo, en este ejemplo, el estátor 250 puede montarse en una porción de la superficie interior axial 271a de la tapa 270 en lugar de montar el estátor 250 en el alojamiento. Por consiguiente, se contempla que la tapa 270 en este ejemplo de un CDR antideflagrante 202 se montará directamente en el alojamiento.

Otro ejemplo ilustrativo de un CDR antideflagrante 202 se muestra en las figuras 28A y 28B. Este ejemplo es similar al mostrado en las figuras 25A y 25B por el hecho de que emplea un estátor 250 y un rotor 260. Sin embargo, en este ejemplo de un CDR antideflagrante 202, las ranuras de estátor 253, proyecciones axiales y radiales 254, 255 del estátor 250, ranuras del rotor 263, proyecciones axial y radial del rotor 264, 265, las ranuras de tapa 273 y las proyecciones axiales y radiales de la tapa 274, 275 cooperan para formar una trayectoria de llama diferente de la mostrada en las figuras 25B y 28B en los respectivos ejemplos mostrados en dichas figuras. Por consiguiente, el rotor 260 en esos ejemplos puede estar formado por una proyección radial 265 del rotor que se extiende dentro de una ranura 253 del estátor, en donde una cara axial de la proyección radial 265 del rotor es adyacente a una proyección radial 255 del estátor 250 y la cara axial opuesta de la misma es adyacente a una proyección axial 274 de la tapa.

Otro ejemplo ilustrativo de un CDR antideflagrante 202, que no forma parte de la presente invención, se muestra en las figuras 29A y 29B. Este ejemplo es similar a los mostrados en las figuras 25B y 25B por el hecho de que emplea un estátor 250 y un rotor 260. Sin embargo, en este ejemplo de un CDR antideflagrante 202, las ranuras de estátor 253, proyecciones axial y radial 254. 255 del estátor 250, ranuras del rotor 263, rotor axial y 10 proyecciones radiales 264, 265, las ranuras de tapa 273 y las proyecciones axiales y radiales de la tapa 274, 275 cooperan para formar una trayectoria de llama diferente de la mostrada en las figuras 25B y 28B en los respectivos ejemplos mostrados en dichas figuras. Por consiguiente, en este ejemplo, el rotor 260 puede estar formado por una proyección radial 265 del rotor que se extiende dentro de una ranura 253 del estátor, en donde una cara axial de la proyección radial 265 del rotor es adyacente a una proyección radial 255 del estátor 15250 y la cara axial opuesta de la misma es adyacente a una proyección axial 274 de la tapa.

Cualquiera de las diversas características del aislador de cojinete 10, el CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200, el CDR capturado 200, el CDR inteligente 200' y/o el CDR antideflagrante 202 divulgados en la presente solicitud pueden usarse solos o junto con otros en función de la compatibilidad de las características. Por consiguiente, un número infinito de variaciones del aislador de cojinete 10, el CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200, el CDR capturado 200, el CDR inteligente 200' y/o el CDR antideflagrante 202 existe. Las modificaciones y/o sustituciones de una característica por otra no limitan en modo alguno el alcance del aislador de cojinete 10, el CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200, el CDR capturado 200, el CDR inteligente 200' y/o el CDR antideflagrante 202.

El aislador de cojinete 10, el CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200, el CDR capturado 200, el CDR inteligente 200' y/o el CDR antideflagrante 202 empleado con un alojamiento de equipo 16 puede configurarse para crear un establo, sistema concéntrico con el árbol giratorio 14 como punto central. Inserción de un CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200, el CDR capturado 200, el CDR inteligente 200' y/o el CDR antideflagrante 202 en el aislador de cojinete 10 tal como el mostrado en las figuras 2 y 3 dentro del alojamiento de equipo 16 puede formar una relación espacial relativamente fija y estable entre los elementos conductores, que puede mejorar la captación y conducción de la descarga electrostática desde el árbol 14, 207 a masa, a través de los elementos conductores de los CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200, el CDR capturado 200, el CDR inteligente 200' y/o el CDR antideflagrante 202 y aislador de cojinetes 10. Este el sistema de sellado de masa de motor mejorado puede asentar directamente los elementos principales entre sí, que puede compensar las imperfecciones del árbol 14, 207 (que puede no ser perfectamente redondo) y puede garantizar que la variación o el cambio en la distancia desde los segmentos conductores 46 a la superficie del árbol 14 causada por fuerzas externas que actúan sobre el aislador de cojinete 10, y/o CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200, el CDR capturado 200, el CDR inteligente 200' y/o el CDR antideflagrante 202 es mínimo. Esto puede favorecer una conducción eficaz de las cargas eléctricas desde el árbol 14, 207 hasta el alojamiento de equipo 16.

Para diversas realizaciones y/o aplicaciones del aislador de cojinete 10, el CDR 40, 80, 80a, 100, 160, 200, el CDR capturado 200, el CDR inteligente 200' y/o el CDR antideflagrante 202, puede ser necesario acoplar un componente con otro de manera segura de manera que los dos componentes estén fijamente colocados uno respecto al otro. En tales realizaciones y/o aplicaciones, los dos componentes pueden acoplarse entre sí mediante cualquier método y/o estructura adecuada, incluyen, aunque no de forma limitativa, una o más juntas tóricas y/o anillos de accionamiento, sujeciones mecánicas (p. ej., tornillos de ajuste, pernos, pasadores, etc.), adhesivos (cintas, pegamentos, epoxis, etc.), soldaduras, ajuste a presión (es decir, ajuste de interferencia) y/o cualquier combinación de los mismos.

Si bien algunas figuras proporcionadas en el presente documento incluyen las dimensiones de diversos elementos, tales dimensiones son únicamente a título ilustrativo y no limitan en modo alguno el alcance de la presente divulgación. A los expertos en la técnica se les ocurrirán modificaciones y alteraciones de las realizaciones descritas sin apartarse del alcance de protección como se define en las reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un anillo desviador de corriente (CDR) (40; 100; 160; 200; 202) que comprende:

a. un cuerpo (41; 210) que es sustancialmente en forma de anillo;

b. una abertura principal (48) colocada en el centro de dicho cuerpo principal (41; 210) y a través de la que puede colocarse un árbol (207) de manera giratoria con respecto a dicho CDR (40; 100; 160; 200; 202);

c. un primer canal radial (52; 82; 122; 162; 232), en donde dicho primer canal radial (52; 82; 122; 162; 232) se extiende desde la superficie exterior radial (85a; 165a; 215a) de dicho cuerpo (41; 210) hasta la superficie interior radial (85b; 165b; 215b) de dicho cuerpo (41; 210);

d. un primer conjunto conductor (86) colocado en dicho primer canal radial (52; 82; 122; 162; 232), en donde una porción de contacto (86b) de dicho primer conjunto conductor (86) sobresale de dicho primer canal radial (52; 82; 122; 162; 232) radialmente hacia dentro más allá de dicha superficie interior radial (85b; 165b; 215b);

e. un segundo canal radial (52; 82; 122; 162; 232), en donde dicho segundo canal radial (52; 82; 122; 162; 232) se extiende desde la superficie exterior radial (85a; 165a; 215a) de dicho cuerpo (41; 210) hasta la superficie interior radial (85b; 165b; 215b) de dicho cuerpo (41; 210);

caracterizado por queel anillo desviador de corriente comprende, además,

f. un conjunto conductor de indicador (214') colocado en dicho segundo canal radial (52; 82; 122; 162; 232), en donde una porción de contacto (214b') de dicho conjunto conductor de indicador (214') sobresale de dicho segundo canal radial (52; 82; 122; 162; 232) radialmente hacia dentro más allá de dicha superficie interior radial (85b; 165b; 215b);

g. un indicador (212') en comunicación eléctrica con una fuente de alimentación (210') y con dicho conjunto conductor de indicador (214'), en donde dicho indicador (212') está configurado para alertar a un usuario de una presencia o ausencia de contacto eléctrico en un circuito que comprende dicho primer conjunto conductor (86), dicho conjunto conductor de indicador (214') y dicho árbol (207).

2. El CDR (40; 100; 160; 200; 202) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho indicador (212') se define, además, como que comprende un indicador visual (212').

3. El CDR (40; 100; 160; 200; 202) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicho indicador (212') se define, además, como una luz que está configurada para iluminarse cuando dicho circuito está abierto.

4. El CDR (40; 100; 160; 200; 202) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicho indicador (212') se define, además, como una luz que está configurada para iluminarse cuando dicho circuito está cerrado.

5. El CDR (40; 100; 160; 200; 202) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho circuito comprende, además, una placa de circuito, y en donde dicho indicador (212') está acoplado con dicha placa de circuito.

6. El CDR (40; 100; 160; 200; 202) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho circuito comprende, además, un interruptor, y en donde dicho interruptor está en comunicación eléctrica con dicho indicador (212').

7. El CDR (40; 100; 160; 200; 202) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho indicador (212') se define, además, como que comprende un indicador auditivo (212').

8. El CDR (40; 100; 160; 200; 202) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho circuito comprende, además, una etiqueta de identificación por radiofrecuencia correspondiente a dicho CDR inteligente.

9. El CDR (40; 100; 160; 200; 202) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho circuito comprende, además, un microprocesador.

10. Un método para determinar un contacto eléctrico utilizando un anillo desviador de corriente (CDR) (40; 100; 160; 200; 202) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende:

a. colocar un CDR (40; 100; 160; 200; 202) adyacente a un árbol (207), en donde dicho árbol (207) es giratorio con respecto a dicho CDR (40; 100; 160; 200; 202); y

b. alertar a un usuario, a través de dicho indicador (212'), cuando una resistencia eléctrica al flujo de corriente eléctrica alcanza un umbral predeterminado en un circuito que comprende dicho primer conjunto conductor (86), dicho conjunto conductor de indicador (214') y dicho árbol (207).

11. El método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dicho indicador (212') se define, además, como que comprende un indicador visual (212').

12. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde dicho indicador (212') se define, además, como una luz que está configurada para iluminarse cuando dicho circuito está abierto.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde dicho indicador (212') se define, además, como una luz que está configurada para iluminarse cuando dicho circuito está cerrado.

14. El método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dicho circuito comprende, además, una placa de circuito, y en donde dicho indicador (212') está acoplado con dicha placa de circuito.

15. El método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dicho indicador (212') se define, además, como que comprende un indicador auditivo (212').