IT201600089875A1 - Elettropompa centrifuga con camera intermedia, particolarmente adatta al pompaggio di liquidi contenenti impurita’ solide - Google Patents

Description

ELETTROPOMPA CENTRIFUGA CON CAMERA INTERMEDIA, PARTICOLARMENTE ADATTA AL POMPAGGIO DI LIQUIDI CONTENENTI IMPURITA’ SOLIDE.

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un’elettropompa centrifuga particolarmente adatta al pompaggio di liquidi contenenti impurità solide e provvista di una camera intermedia che separa la zona di pompaggio dalla zona del motore.

In generale, un’elettropompa centrifuga di tipo noto comprende un involucro che definisce una camera di pompaggio, la quale comunica con l’esterno tramite una bocca di ingresso ed una bocca di uscita. Nella camera di pompaggio è alloggiato un gruppo girante che, quando posto in rotazione, aspira un liquido, generalmente acqua, dall’esterno della pompa attraverso la bocca di ingresso e lo convoglia verso la bocca di uscita.

Il gruppo girante viene azionato in rotazione da un motore per mezzo di un albero che sporge dall’involucro del motore e che passa attraverso un’apertura passante dell’involucro della camera di pompaggio. Un dispositivo di tenuta interposto tra l’apertura passante e l’albero evita trafilamenti del liquido pompato attraverso l’apertura passante stessa.

Sono note elettropompe centrifughe configurate per venire immerse nel liquido. Queste elettropompe, distinte tra “sommergibili” e “sommerse” a seconda del loro impiego, in ogni caso sono strutturate in modo da impedire l’ingresso del liquido pompato nel motore.

Secondo una forma esecutiva nota, il motore comprende una camera che circonda l’albero, riempita di olio. Una tenuta meccanica disposta nella suddetta camera ad olio impedisce che l’olio esca dalla camera e che il liquido pompato vi entri.

La forma esecutiva appena descritta presenta l’inconveniente che, a causa della maggior pressione presente nella camera di pompaggio, piccole quantità di liquido trafilano attraverso la tenuta meccanica della camera di pompaggio e vengono spinte nella camera ad olio. Con l’andar del tempo, quest’ultima si riempie di liquido fino a pregiudicare il corretto funzionamento del motore.

Per evitare il suddetto inconveniente, una diversa forma esecutiva nota prevede una camera intermedia per separare la camera di pompaggio dalla camera ad olio. La suddetta camera intermedia è aperta verso l’ambiente esterno in modo che al suo interno sia presente la pressione esterna. In questo modo, i trafilamenti attraverso la tenuta meccanica della camera di pompaggio si scaricano all’esterno dell’elettropompa e, pertanto, non influiscono sul funzionamento del motore.

Tuttavia, un inconveniente della forma esecutiva appena descritta sta nel fatto che la camera intermedia, essendo aperta verso l’esterno, può riempirsi di sedimenti presenti nel liquido circostante durante i periodi di inattività dell’elettropompa. I suddetti sedimenti sono particolarmente frequenti nelle condizioni operative delle elettropompe sommergibili o sommerse e, nel tempo, tendono a solidificare formando incrostazioni. Tali incrostazioni limitano la funzionalità della camera intermedia, arrivando eventualmente ad impedirla.

È scopo della presente invenzione superare tutti gli inconvenienti dell’arte nota sopra menzionati.

In particolare, è scopo della presente invenzione realizzare un’elettropompa centrifuga adatta all’uso immerso, in particolare sommergibile o sommersa, in grado di impedire l’ingresso del liquido pompato nel motore in modo più efficace rispetto alle elettropompe di tipo noto.

Il suddetto scopo viene raggiunto da un’elettropompa centrifuga realizzata secondo la rivendicazione principale.

Ulteriori caratteristiche di dettaglio dell’invenzione vengono date nelle relative rivendicazioni dipendenti.

Il suddetto scopo, assieme ad altri vantaggi dell’invenzione, verranno evidenziati durante la seguente descrizione di una preferita forma esecutiva dell’elettropompa dell’invenzione, che viene data a titolo indicativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegno, in cui:

- la Figura 1 rappresenta una vista in sezione longitudinale dell’elettropompa secondo l’invenzione;

- la Figura 2 rappresenta un dettaglio ingrandito dell’elettropompa di Figura 1.

L’elettropompa centrifuga dell’invenzione, indicata in Figura 1 complessivamente con il riferimento 1, è particolarmente adatta al pompaggio di liquidi contenenti impurità solide che tendono a sedimentare ed a generare incrostazioni.

Pertanto, l’elettropompa 1 è particolarmente adatta a venire impiegata per il sollevamento di acqua da pozzi e/o da vasche, nonché per la circolazione di liquidi industriali, oppure in applicazioni analoghe.

L’elettropompa 1 comprende un primo involucro 2 che delimita una camera di pompaggio 3 nella quale è alloggiata una pluralità di giranti 12 disposte in serie.

Evidentemente, varianti esecutive dell’invenzione non rappresentate nei disegni possono prevedere un numero di giranti 12 diverso da quello rappresentato in Figura 1, anche una soltanto.

Il primo involucro 2 è provvisto di una bocca di ingresso 4 per l’ingresso del liquido pompato nella camera di pompaggio 3 e di una bocca di uscita 5 per l’uscita del liquido stesso dalla camera di pompaggio 3.

La girante 12 viene posta in rotazione da un motore 7, racchiuso in un secondo involucro 8 che impedisce che il liquido in cui è immersa l’elettropompa 1 penetri nel motore 7.

Il collegamento tra la girante 12 ed il motore 7 viene ottenuto tramite un albero 13 che definisce un asse longitudinale X. L’albero 13 è disposto attraverso una prima apertura passante 6 del primo involucro 2, distinta dalla bocca di ingresso 4 e dalla bocca di uscita 5, ed attraverso una seconda apertura passante 9 del secondo involucro 8, affacciata alla suddetta prima apertura passante 6.

Preferibilmente, è presente un primo dispositivo di tenuta 18 interposto tra l’albero 13 e la prima apertura passante 6, che evita che il liquido in pressione nella camera di pompaggio 3 fuoriesca attraverso la prima apertura passante 6 durante il funzionamento dell’elettropompa 1.

Preferibilmente, l’elettropompa 1 comprende anche un secondo dispositivo di tenuta 19 interposto tra l’albero 13 e la seconda apertura passante 9.

Preferibilmente, il primo dispositivo di tenuta 18 e/o il secondo dispositivo di tenuta 19 comprendono una tenuta meccanica.

Ancora preferibilmente, il secondo dispositivo di tenuta 19 comprende una camera ad olio 24 che separa la seconda apertura passante 9 dal motore 7 e che è chiusa dal suddetto secondo dispositivo di tenuta 19. Vantaggiosamente, la camera ad olio 24 ostacola l’ingresso nel motore del liquido che dovesse trafilare attraverso il secondo dispositivo di tenuta 19.

L’elettropompa 1 comprende anche un terzo involucro 10, visibile più in dettaglio nella Figura 2, il quale delimita una camera intermedia 11 che separa la prima apertura passante 6 del primo involucro 2 dalla seconda apertura passante 9 del secondo involucro 8 e le pone in comunicazione. La suddetta camera intermedia 11 alloggia il tratto di albero 13 compreso tra le due aperture passanti 6 e 9, in modo tale che la camera di pompaggio 3, la camera intermedia 11 e lo spazio interno al secondo involucro 8 formino un unico volume interconnesso.

Vantaggiosamente, la camera intermedia 11 permette lo scarico del liquido in pressione che trafila attraverso la prima apertura passante 6, evitando che il liquido penetri nel secondo involucro 8.

Preferibilmente, il terzo involucro 10 è associato a tenuta al primo involucro 2, ad esempio mediante saldatura o mediante qualsivoglia altro mezzo noto. Evidentemente, in varianti esecutive dell’invenzione il terzo involucro 10 può costituire parte integrante con il primo involucro 2.

Secondo l’invenzione, l’elettropompa 1 comprende un condotto di ricircolo 14 sviluppato tra una prima estremità 15, che comunica con la camera intermedia 11, ed una seconda estremità 16, che comunica con la bocca di ingresso 4.

Si comprende che il condotto di ricircolo 14 permette di convogliare il liquido presente nella camera intermedia 11 direttamente alla bocca di ingresso 4, senza necessità di aprire la camera intermedia 11 verso l’esterno dell’elettropompa 1.

In questo modo, la camera intermedia 11 è priva di aperture che la pongano in comunicazione diretta con l’ambiente esterno all’elettropompa 1, evitando così che il liquido in cui è immersa l’elettropompa 1 possa sedimentare nella camera intermedia 11 durante i periodi di inattività dell’elettropompa 1.

Poiché i suddetti sedimenti ostruirebbero il condotto di uscita della camera intermedia 11 e limiterebbero la funzione di quest’ultima, favorendo l’ingresso del liquido nel secondo involucro 8, si comprende che l’elettropompa 1 fin qui descritta impedisce l’ingresso del liquido pompato nel motore 7 in modo più efficace rispetto alle elettropompe secondo l’arte nota, raggiungendo così lo scopo dell’invenzione.

In particolare, poiché in fase operativa la camera intermedia 11 si trova al di sopra della bocca di ingresso 4, il condotto di ricircolo 14 si trova orientato verso il basso, impedendo quindi che le impurità solide arrivino nella camera intermedia 11. Preferibilmente, l’aspetto appena descritto viene ulteriormente migliorato rivolgendo la seconda estremità 16 del condotto di ricircolo 14 verso il basso.

Preferibilmente, l’elettropompa 1 comprende un elemento di filtraggio 17 disposto a monte della bocca di ingresso 4 secondo il verso di avanzamento del liquido che fluisce attraverso la bocca di ingresso 4 stessa. Vantaggiosamente, l’elemento di filtraggio 17 impedisce l’ingresso di impurità solide nella camera di pompaggio 3 e, di conseguenza, anche nella camera intermedia 11, evitando che anche il liquido presente nell’elettropompa 1 possa sedimentare nella camera intermedia 11 durante i periodi di inattività dell’elettropompa 1 ed aumentando ulteriormente l’efficacia dell’invenzione.

Preferibilmente, la seconda estremità 16 del condotto di ricircolo 14 è posta a valle dell’elemento di filtraggio 17 secondo il verso in cui il liquido fluisce attraverso l’elemento di filtraggio 17. Vantaggiosamente, questo impedisce che le impurità solide possano risalire dall’esterno dell’elettropompa 1 nella camera intermedia 11 attraverso la seconda estremità 16, aumentando ulteriormente l’efficacia dell’invenzione.

Preferibilmente, l’elettropompa 1 comprende una camicia tubolare 20 nella quale è disposto il primo involucro 2. Vantaggiosamente, la camicia tubolare 20 permette di mantenere l’integrità del primo involucro 2 quando esso è composto di una pluralità di stadi impilati uno sull’altro in direzione assiale, come nel caso di elettropompe modulari multistadio. Infatti, è possibile mantenere i suddetti stadi in compressione sul motore 7 mediante un dispositivo di spinta 26 in appoggio su opportune sagomature 25 della camicia tubolare 20.

Preferibilmente, tra il primo involucro 2 e la camicia tubolare 20 è ricavato uno spazio intermedio 21 che definisce una parte del condotto di ricircolo 14. Vantaggiosamente, la realizzazione del condotto di ricircolo 14 nel modo appena descritto consente di sfruttare la presenza della camicia tubolare 20 per definire parte del condotto di ricircolo 14, senza necessità di impiegare tubazioni aggiuntive.

Preferibilmente, la camicia tubolare 20 ed il primo involucro 2 sono entrambi cilindrici e coassiali all’albero 13. Ancora preferibilmente, la camicia tubolare 20 presenta un diametro interno superiore rispetto al diametro esterno del primo involucro 2, in modo da definire un’intercapedine che corrisponde al suddetto spazio intermedio 21. Ancora preferibilmente, un elemento anulare 22 appartenente al dispositivo di spinta 26 è interposto tra la camicia tubolare 20 ed il primo involucro 2 ed assicura il centraggio reciproco dei due componenti, oltre a mantenere gli stadi compressi come sopra descritto.

Preferibilmente, il passaggio del liquido da un lato all’altro dell’elemento anulare 22 viene assicurato da canali 23 ricavati tra la camicia tubolare 20 e l’elemento anulare 22. Preferibilmente, i suddetti canali 23 vengono ottenuti mediante corrispondenti corrugazioni della camicia tubolare 20 affacciate all’elemento anulare 22. In una variante esecutiva dell’invenzione non rappresentata nei disegni, i suddetti canali 23 possono venire ricavati anche attraverso scanalature e/o fori dell’elemento anulare 22.

Preferibilmente, la bocca di aspirazione 29 dell’elettropompa 1 è definita da un’estremità della camicia tubolare 20. Ancora preferibilmente, l’elemento di filtraggio 17 viene associato alla suddetta estremità della camicia tubolare 20.

Preferibilmente, la camicia tubolare 20 contiene anche il motore 7 con il secondo involucro 8, il quale è preferibilmente cilindrico.

Preferibilmente, il secondo involucro 8 presenta un diametro esterno inferiore rispetto al diametro interno della camicia tubolare 20, in modo che tra i due elementi venga definita un’intercapedine 27 comunicante ad un’estremità con la bocca di uscita 5 della camera di pompaggio 3 e, all’estremità opposta, con la bocca di mandata 28 dell’elettropompa 1.

Vantaggiosamente, il flusso di liquido pompato attraverso la suddetta intercapedine 27 permette di raffreddare il motore 7.

Ancora vantaggiosamente, il fatto che il motore 7 e la camera di pompaggio 3 siano entrambi contenuti nella camicia tubolare 20 e che la bocca di aspirazione 29 e la bocca di mandata 28 corrispondano alle due estremità della camicia tubolare 20 rende l’elettropompa 1 particolarmente adatta all’uso in un pozzo.

Preferibilmente, nell’intercapedine 27 è presente una guarnizione di tenuta 30, ancora più preferibilmente di tipo “O-ring”, che evita il ritorno del liquido dalla bocca di uscita 5 della camera di pompaggio 3 verso la bocca di ingresso 4 attraverso il condotto di ricircolo 14.

Per quanto riguarda la bocca di uscita 5, essa è preferibilmente definita da una pluralità di fori ricavati sulla superficie laterale cilindrica del primo involucro 2 e distribuiti su tutta la sua circonferenza, i quali vantaggiosamente consentono un’efficace passaggio del liquido pompato dalla camera di pompaggio 3 all’intercapedine 27.

Secondo una variante esecutiva non rappresentata nei disegni, la camicia tubolare 20 comprende un foro passante comunicante con lo spazio intermedio 21. Vantaggiosamente, il suddetto foro passante consente il lavaggio della camera intermedia 11.

Il suddetto foro passante è particolarmente utile in applicazioni in cui la bocca di aspirazione 29, anziché venire lasciata aperta in un pozzo o in una vasca, venga invece collegata ad un condotto. In questo caso può essere necessario separare lo spazio intermedio 21 dalla zona di aspirazione dell’elettropompa 1 per consentire lo sfogo di eventuali sovrappressioni generate da una chiusura del condotto di mandata, evitando che esse risalgano alla camera intermedia 11.

In tali casi, il suddetto foro passante può venire collegato ad un condotto di drenaggio provvisto dell’estremità opposta libera. Il suddetto condotto di drenaggio consente di drenare il liquido dallo spazio intermedio 21 così da mantenere intatta la funzione della camera intermedia 11, contemporaneamente assicurando lo sfogo delle suddette sovrappressioni.

Quando non viene utilizzato, il suddetto foro passante può venire chiuso da un tappo.

In fase operativa, le giranti 12 aspirano il liquido nel quale è immersa l’elettropompa 1 attraverso la bocca di aspirazione 29, l’elemento di filtraggio 17 e la bocca di ingresso 4, e lo convogliano attraverso la bocca di uscita 5, l’intercapedine 27 e la bocca di mandata 28.

Il liquido che, a causa di imperfezioni del primo dispositivo di tenuta 18, o più semplicemente per effetto del normale funzionamento di quest’ultimo, dovesse trafilare attraverso primo dispositivo di tenuta 18 stesso all’esterno della camera di pompaggio 3, rimane confinato nella camera intermedia 11 e, attraverso il condotto di ricircolo 14, viene reinviato alla zona di aspirazione dell’elettropompa 1.

In questo modo si evita che il suddetto liquido possa passare nella camera ad olio 24 del motore 7.

Quando l’elettropompa 1 viene arrestata, la camera intermedia 11 è isolata dall’ambiente esterno e, pertanto, si evita che le impurità solide presenti nell’ambiente esterno ostruiscano la camera intermedia 11 e/o il suo sbocco verso l’esterno, preservando la funzionalità della camera stessa.

Inoltre, la presenza dell’elemento di filtraggio 17 fa sì che tutto il liquido contenuto all’interno dell’elettropompa 1 sia relativamente privo di impurità solide. Pertanto, nemmeno queste ultime impurità possono causare l’ostruzione della camera intermedia 11, contribuendo ad una migliore preservazione della funzionalità della camera.

Per quanto appena detto, si comprende che l’elettropompa sopra descritta raggiunge lo scopo dell’invenzione.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1) Elettropompa centrifuga (1) comprendente: - un primo involucro (2) delimitante una camera di pompaggio (3) e provvisto di: una bocca di ingresso (4) per l’ingresso di un liquido in detta camera di pompaggio (3); una bocca di uscita (5) per l’uscita di detto liquido da detta camera di pompaggio (3); una prima apertura passante (6) distinta da detta bocca di ingresso (4) e da detta bocca di uscita (5); - un motore (7) racchiuso in un secondo involucro (8), detto secondo involucro (8) essendo provvisto di una seconda apertura passante (9) affacciata a detta prima apertura passante (6); - un terzo involucro (10) delimitante una camera intermedia (11), detta camera intermedia (11) essendo interposta tra, e ponendo in comunicazione reciproca, detta prima apertura passante (6) e detta seconda apertura passante (9); - una girante (12) disposta in detta camera di pompaggio (3); - un albero (13) che collega detta girante (12) a detto motore (7) per porre in rotazione detta girante (12) in modo da causare il flusso di detto liquido secondo un corrispondente verso di flusso, detto albero (13) essendo disposto attraverso detta prima apertura passante (6), detta seconda apertura passante (9) e detta camera intermedia (11); caratterizzata dal fatto di comprendere un condotto di ricircolo (14) comunicante ad una prima estremità (15) con detta camera intermedia (11) e ad una seconda estremità (16) con detta bocca di ingresso (4) in modo tale da convogliare un liquido presente in detta camera intermedia (11) verso detta bocca di ingresso (4).
2. 2) Elettropompa centrifuga (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta camera intermedia (11) è in comunicazione con l’esterno di detta elettropompa centrifuga (1) esclusivamente tramite detto condotto di ricircolo (14).
3. 3) Elettropompa centrifuga (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 o 2, caratterizzata dal fatto di comprendere un elemento di filtraggio (17) disposto a monte di detta bocca di ingresso (4) secondo detto verso di flusso, detto elemento di filtraggio (17) essendo atto ad impedire l’ingresso di impurità solide in detta camera di pompaggio (3).
4. 4) Elettropompa centrifuga (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detta seconda estremità (16) di detto condotto di ricircolo (14) è posta a valle di detto elemento di filtraggio (17) secondo detto verso di flusso.
5. 5) Elettropompa centrifuga (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un primo dispositivo di tenuta (18) interposto tra detto albero (13) e detta prima apertura passante (6).
6. 6) Elettropompa centrifuga (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un secondo dispositivo di tenuta (19) interposto tra detto albero (13) e detta seconda apertura passante (9).
7. 7) Elettropompa centrifuga (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una camicia tubolare (20) contenente detto primo involucro (2), detto condotto di ricircolo (14) essendo almeno in parte definito da uno spazio intermedio (21) compreso tra detto primo involucro (2) e detta camicia tubolare (20).
8. 8) Elettropompa centrifuga (1) secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detta camicia tubolare (20) contiene anche detto secondo involucro (8).
9. 9) Elettropompa centrifuga (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7 o 8, caratterizzata dal fatto che detta camicia tubolare (20) e detto primo involucro (2) sono entrambi cilindrici e coassiali a detto albero (13), un elemento anulare (22) essendo interposto tra detta camicia tubolare (20) e detto primo involucro (2) per il loro centraggio reciproco.
10. 10) Elettropompa centrifuga (1) secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detta camicia tubolare (20) presenta una o più corrugazioni affacciate a detto elemento anulare (22) per delimitare corrispondenti canali (23) tra detta camicia tubolare (20) e detto elemento anulare (22) attraverso i quali detto liquido può passare da un lato all’altro di detto elemento anulare (22).
11. 11) Elettropompa centrifuga (1) secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detto elemento anulare (22) presenta una o più scanalature affacciate a detta camicia tubolare (20) per delimitare corrispondenti canali (23) tra detta camicia tubolare (20) e detto elemento anulare (22) attraverso i quali detto liquido può passare da un lato all’altro di detto elemento anulare (22).