IT201600094897A1

IT201600094897A1 - Gruppo di compressione per compressore privo di lubrificazione

Info

Publication number: IT201600094897A1
Application number: IT102016000094897A
Authority: IT
Inventors: Massimo Repaci
Original assignee: Mgf S R L
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2018-03-21
Also published as: EP3299623A1; EP3299623B1; US10830225B2; US20180087493A1

Description

“GRUPPO DI COMPRESSIONE PER COMPRESSORE PRIVO DI

LUBRIFICAZIONE”

CAMPO TECNICO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione riguarda un gruppo di compressione utilizzabile in un compressore del tipo privo dell’ausilio di lubrificazione aggiunta, per la compressione di un fluido di lavoro quale aria.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti compressori volumetrici del tipo privi dell’ausilio di lubrificazione aggiunta - altrimenti definiti a secco - comprendenti almeno un gruppo di compressione dotato di almeno un cilindro all’interno del quale un pistone è azionato con moto alternativo in avvicinamento o allontanamento rispetto a una testa di chiusura del cilindro. Il moto alternato del pistone all’interno del cilindro attiva un ciclo di aspirazione, di compressione e di mandata di un fluido di lavoro, quale aria.

La testa di chiusura è configurata per convogliare il flusso di aria in aspirazione e quello in mandata rispetto all’almeno un cilindro ed è associata a una piastra dotata di valvole atte a controllare, selettivamente, il passaggio di tali flussi.

Generalmente, l’aria da comprimere viene prelevata dall’ambiente esterno al gruppo di compressione ed è opportunamente filtrata per evitare che sporco, polvere o impurità vengano introdotte all’interno del compressore, compromettendone la funzionalità e contaminando l’aria compressa erogabile dallo stesso.

Durante il processo di compressione si genera del calore dovuto, oltre alla trasformazione subita dal fluido (trasformazione adiabatica), in parte agli attriti che si manifestano tra gli organi in movimento e in parte al surriscaldamento dei mezzi motori preposti all’azionamento del gruppo di compressione e collegati allo stesso.

etto problema, e mantenere la temperatura di esercizio di un tale gruppo di compressione entro un valore prestabilito, è noto l’impiego di mezzi di ventilazione forzata, comprendenti almeno una ventola azionabile in rotazione dai suddetti mezzi motori, atti a generare un flusso d’aria che investe esternamente il gruppo di compressione, raffreddandolo.

Un inconveniente di questa tipologia di gruppo di compressione riguarda la capacità di controllare e ridurre efficacemente la temperatura degli organi interni in movimento nonché quella dell’aria compressa in uscita dal gruppo di compressione.

I mezzi di ventilazione forzata del tipo descritto in precedenza, infatti, non permettono di agire efficacemente nei confronti degli organi meccanici, azionabili in movimento, interni al gruppo di compressione o, ancora, di poter controllare e ridurre la temperatura dell’aria compressa in uscita dal gruppo di compressione stesso in modo efficace.

A tale proposito, è noto limitare le prestazioni di un gruppo di compressione allo scopo di evitarne un surriscaldamento eccessivo e per mantenere la temperatura dell’aria compressa, in uscita da un tale gruppo di compressione, all’interno di un intervallo di temperature prestabilito.

Si avverte nel settore l’esigenza di avere un gruppo di compressione in grado di superare gli inconvenienti sopra indicati, nell’ambito di una soluzione che permetta un efficace controllo della temperatura degli organi in movimento all’interno del gruppo di compressione e dell’aria compressa erogabile dallo stesso, nell’ambito di una soluzione tecnica dalle elevate prestazioni e di semplice attuazione.

SCOPI DELL’INVENZIONE

Scopo principale quindi della presente invenzione è quello di migliorare lo stato della tecnica relativo ad un gruppo di compressione per un compressore alternativo del tipo privo di ausilio di lubrificazione aggiunta.

Nell’ambito di tale compito costituisce uno scopo della presente invenzione fornire un gruppo di compressione in grado di garantire un efficace raffreddamento degli organi meccanici in movimento, preposti alla compressione di un fluido di lavoro, nell’ambito di una soluzione di semplice attuazione e dagli ingombri ridotti rispetto a quelli delle soluzioni di tipo tradizionale.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un gruppo di compressione che permetta una efficace controllo della temperatura non solo dei suoi organi meccanici azionabili in movimento ma anche del fluido di lavoro compresso in uscita dal gruppo di compressione stesso.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un gruppo di compressione la cui manutenzione sia agevolata.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un gruppo di compressione che permetta di ottenere una elevata qualità dell’aria compressa, sia in termini di temperatura che di grado di filtrazione della stessa.

Un altro scopo ancora della presente invenzione è quello di fornire un gruppo di compressione, per la compressione di un fluido di lavoro, la cui rumorosità di esercizio sia ridotta rispetto a quella dei gruppi di compressione di tipo tradizionale.

Secondo un aspetto della presente invenzione si fornisce un gruppo di compressione, per un compressore di tipo alternativo privo dell’ausilio di lubrificazione aggiunta, secondo la rivendicazione 1.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione si fornisce un compressore per aria del tipo privo di lubrificazione comprendente il suddetto gruppo di compressione secondo la rivendicazione 13.

Le rivendicazioni dipendenti si riferiscono a forme di realizzazione preferite e vantaggiose dell’invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita, non esclusiva, di un gruppo di compressione per un compressore alternativo, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

sta prospettica di un compressore comprendente un gruppo di compressione secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una vista laterale in sezione di un gruppo di compressione secondo la presente invenzione;

la figura 3 è una vista in sezione di alcuni componenti di un gruppo di compressione secondo la presente invenzione;

la figura 4 è una vista esplosa dal basso di alcuni componenti di un gruppo di compressione secondo la presente invenzione;

la figura 5 è una vista in sezione laterale di alcuni componenti di un gruppo di compressione secondo la presente invenzione;

la figura 6 è una vista in sezione laterale dei componenti di cui a figura 5, secondo un’altra prospettiva;

la figura 7 è una vista prospettica di una ulteriore versione di un compressore comprendente tre gruppi di compressione secondo la presente invenzione; la figura 8 è una vista in sezione di alcuni componenti di un gruppo di compressione secondo la presente invenzione;

la figura 9 è una vista in sezione laterale di alcuni componenti di una ulteriore versione di un gruppo di compressione secondo la presente invenzione.

FORME DI ATTUAZIONE DELL’INVENZIONE

Con riferimento alle figure allegate, un gruppo di compressione secondo la presente invenzione è indicato complessivamente con il numero di riferimento 1. Il gruppo di compressione 1 secondo la presente invenzione è previsto per l’impiego in un compressore del tipo privo di ausilio di lubrificazione aggiunta – o definito anche a secco – atto a comprimere un fluido di lavoro.

Il fluido di lavoro è aria prelevata dall’esterno del gruppo di compressione 1 attraverso almeno una apposita apertura, come meglio descritto nel prosieguo. Un compressore di aria 40, 40’ comprendente almeno un gruppo di compressione 1 forma pure oggetto della presente invenzione.

Come apparirà più chiaramente dalla descrizione che segue, il gruppo di compressione 1 secondo la presente invenzione è configurato per favorire il raffreddamento degli organi meccanici interni, preposti alla compressione del fluido di lavoro, nonché per ridurre il livello di rumorosità emessa durante il suo funzionamento rispetto a quella delle soluzioni di tipo tradizionale. Questi risultati sono perseguiti sfruttando il flusso d’aria fresca, da comprimere, che viene prelevata dall’esterno, nell’ambito di una soluzione dell’elevata efficienza e di semplice attuazione.

Il gruppo di compressione 1 secondo la presente invenzione comprende almeno un cilindro 2, per la compressione di aria per mezzo di almeno un pistone 3 associato scorrevole al suo interno, con moto alternato rispetto ad una testa di chiusura 4 dell’almeno un cilindro 2 stesso. L’azionamento dell’almeno un pistone 3 avviene tramite mezzi motori M.

Più in dettaglio i mezzi motori M sono operativamente collegati all’almeno un pistone 3 attraverso un albero di trasmissione 5 azionabile in rotazione intorno ad un asse di rotazione 6. L’albero di trasmissione 5, a sua volta, è collegato all’almeno un pistone 3 attraverso un collegamento del tipo biella-manovella, indicato complessivamente con 7, cosicché a seguito della rotazione dell’albero di trasmissione 5 si determina la corsa alternata dell’almeno un pistone 3 all’interno dell’almeno un cilindro 2 (si vedano figure 2, 3, 5 e 6).

La testa o calotta di chiusura 4 comprende al suo interno almeno una camera di aspirazione 8 ed almeno una camera di espansione o mandata 9 per il fluido di lavoro (si vedano figure 2, 5 e 6), per le finalità che saranno meglio descritte nel prosieguo.

Secondo un aspetto della presente invenzione, l’almeno una testa o calotta di chiusura 4 assolve il compito di convogliare l’aria da introdurre nell’almeno un cilindro 2 (fase di aspirazione) e l’uscita dell’aria compressa (fase di mandata) all’esterno dell’almeno un cilindro 2.

Tra la testa o calotta di chiusura 4 e l’almeno un cilindro 2 è prevista una piastra valvole 10 configurata per controllare selettivamente, in modo automatico, il flusso del fluido di lavoro in ingresso o in uscita rispetto all’almeno un cilindro 2, secondo modalità note nel settore.

a piastra valvole 10 sarà limitata a quegli elementi utili a favorire l’intelligibilità della presente invenzione.

A tale proposito, si osserva che la piastra valvole 10 comprende almeno una luce di aspirazione 10’ e almeno una luce di mandata 10’’ preposte a consentire, rispettivamente, il passaggio dell’aria da richiamare all’interno dell’almeno un cilindro 2, fase di aspirazione, o dell’aria compressa in uscita dall’almeno un cilindro 2, fase di mandata, attraverso la piastra valvole 10 stessa (si vedano figure 4-6).

La piastra valvole 10 comprende inoltre delle valvole, non illustrate nelle allegate figure, che permettono di aprire o chiudere selettivamente le suddette luci di aspirazione 10’ o di mandata 10’’, in funzione della variazione del valore di pressione all’interno dell’almeno un cilindro 2, determinata dalla movimentazione dell’almeno un pistone 3 al suo interno.

Come intuibile, l’almeno una luce di aspirazione 10’ è in comunicazione di fluido selettiva con la camera di aspirazione 8 presente nella testa di chiusura 4, mentre l’almeno una luce di mandata 10’’ è in comunicazione di fluido selettiva con la camera di mandata 9.

L’almeno un cilindro 2 comprende almeno un condotto di aspirazione 11 che si sviluppa in prossimità della parete interna dell’almeno un cilindro 2, lambendone almeno parte della superficie esterna.

L’almeno un condotto di aspirazione 11 è associabile, in comunicazione di fluido attraverso la piastra valvole 10, con l’interno dell’almeno un cilindro 2 per consentire il passaggio del fluido da comprimere all’interno di quest’ultimo.

L’almeno un condotto di aspirazione 11 presenta un primo varco o apertura 11’ ed un secondo varco o apertura 11’’, opposti tra loro, che definiscono rispettivamente la sezione di ingresso e la sezione di uscita per il flusso di aria lungo l’almeno un condotto di aspirazione 11.

L’almeno un condotto di aspirazione 11 è previsto per definire un percorso lungo le pareti esterne dell’almeno un cilindro 2 attraverso il quale l’aria richiamata dall’esterno del gruppo di compressione 1 è convogliata prima di essere introdotta eno un cilindro 2 stesso.

Di fatto, il passaggio dell’aria fresca lungo l’almeno un condotto di aspirazione 11 determina l’asportazione di parte del calore che si sviluppa all’interno dell’almeno un cilindro 2 durante il processo di compressione.

Con riferimento alla versione illustrata a titolo esemplificativo in figura 4, si osserva che l’almeno un cilindro 2 può presentare tre condotti di aspirazione 11 che si sviluppano intorno alla parete interna dell’almeno un cilindro 2, di fatto abbracciandola o circondandola.

Si osserva che un cilindro 2 comprendente un numero maggiore o minore di condotti di aspirazione 11, eventualmente conformati in modo differente rispetto a quanto illustrato nelle allegate figure, è comunque da intendersi compreso nell’ambito di protezione definito dalla presente invenzione.

Il gruppo di compressione 1 secondo la presente invenzione comprende un carter 12 di contenimento e supporto, configurato per l’alloggiamento ed il supporto di almeno una porzione dell’albero di trasmissione 5, del cinematismo biellamanovella 7, nonché per il supporto dell’almeno un cilindro 2.

Secondo una versione della presente invenzione, il carter 12 può comprendere un corpo centrale 13 di forma sostanzialmente cilindrica, delimitato tra pareti laterali 14. Il corpo centrale 13 può presentare una conformazione a simmetria centrale intorno all’asse di rotazione 6. Sono tuttavia possibili ulteriori configurazioni del carter 12, pur rientranti nell’ambito protettivo della presente invenzione.

Secondo una versione della presente invenzione, il corpo centrale 13 può comprendere due elementi a guscio 13’ associabili reciprocamente.

Le pareti laterali 14 possono essere associate o associabili al corpo centrale 13 in modo rimovibile o in modo permanente o essere realizzate, ciascuna, come un corpo unico con un rispettivo tra i due gusci 13’.

Il carter 12 può presentare sedi 15 per l’alloggiamento ed il supporto dell’albero di trasmissione 5.

In corrispondenza delle sedi 15 possono essere previsti mezzi di supporto volventi, indicati complessivamente con 16, per consentire il supporto rotante dell’albero di trasmissione 5.

Secondo una versione della presente invenzione, il carter 12 può comprendere almeno un foro o una sede passante 17 che si sviluppa attraverso una sua parete (si vedano figure 2 e 3). L’almeno un foro o sede 17 è previsto in posizione tale da consentire la comunicazione di fluido tra l’almeno un condotto di aspirazione 11 dell’almeno un cilindro 2 e l’interno del carter 12.

Secondo una forma di realizzazione preferita, il foro o sede 17 è realizzato lungo il carter 12 in prossimità della zona di collegamento con l’almeno un cilindro 2. Più in dettaglio, con l’almeno un cilindro 2 associato al carter 12, il primo varco 11’ dell’almeno un condotto di aspirazione 11 si affaccia almeno in parte sull’almeno un foro o sede 17, permettendo così di porre l’almeno un condotto di aspirazione 11 in comunicazione di fluido con l’interno del carter 12.

Il carter 12 comprende almeno una presa d’aria 18 per consentire l’aspirazione di aria fresca all’interno del gruppo di compressione 1, come meglio descritto nel prosieguo.

Più in dettaglio, l’almeno una presa d’aria 18 è in comunicazione di fluido con l’esterno del carter 12 e, pertanto, a seguito della depressione determinata dall’almeno un pistone 3 permette il richiamo all’interno del carter 12 di un flusso di aria fresca.

Secondo una versione della presente invenzione, il richiamo del flusso di aria fresca all’interno del carter 12 oltre ad essere causato dall’azionamento in movimento dell’almeno un pistone 3 può essere determinato, almeno in parte, dall’azionamento in rotazione dell’albero di trasmissione 5, secondo le modalità che saranno meglio descritte nel prosieguo.

Il gruppo di compressione 1 presenta un passaggio per l’aria fresca da comprimere che si sviluppa all’interno del carter 12 e, prima di essere introdotto nell’almeno un cilindro 2, ne lambisce le pareti favorendone il raffreddamento. Il gruppo di compressione 1 comprende almeno una ventola di raffreddamento 19, esternamente al carter 12, atta a forzare un flusso d’aria contro le pareti esterne del gruppo di compressione 1 allo scopo di favorirne il raffreddamento.

La ventola di raffreddamento 19 è operativamente associata ad una estremità 20 dell’albero di trasmissione 5 che in uso si protende all’esterno del carter 12.

A seguito dell’azionamento in rotazione dell’albero di trasmissione 5 intorno all’asse di rotazione 6, la ventola di raffreddamento 19 è azionata anch’essa in rotazione e, quindi, genera un flusso d’aria che investe esternamente il gruppo di compressione 1.

Secondo una forma di realizzazione preferita, la ventola di raffreddamento 19 è collegabile all’estremità 20 all’albero di trasmissione 5 tramite un perno di fissaggio 21.

In particolare il collegamento tra il perno di fissaggio 21 e l’estremità 20 dell’albero di trasmissione 5 può avvenire tramite un collegamento filettato.

Secondo una forma di realizzazione, la presa d’aria 18 è realizzata passante attraverso il perno di fissaggio 21 e almeno un tratto dell’albero di trasmissione 5, in prossimità dell’estremità 20 (si vedano figure 2 e 8).

Più in dettaglio, il perno di fissaggio 21 può presentare un primo canale 22, che si sviluppa passante centralmente al suo interno. Analogamente, l’albero di trasmissione 5 può presentare, almeno in prossimità dell’estremità 20, un secondo canale 23, che si sviluppa anch’esso centralmente.

Secondo una versione della presente invenzione, il secondo canale 23 può presentare un tratto centrale 24, che si estende in direzione longitudinale lungo l’albero di trasmissione 5, ed almeno un tratto trasversale 25, consecutivo al tratto centrale 24 ed afferente all’esterno dell’albero di trasmissione 5 (si veda figura 8). L’almeno un tratto trasversale 25 si sviluppa lungo una direzione trasversale o radiale rispetto a quella del tratto centrale 24.

Con riferimento alla forma di realizzazione illustrate in figura 8, si osserva come l’albero di trasmissione 5 presenta, in prossimità dell’estremità 20, due tratti trasversali 25 diametralmente opposti tra loro, afferenti all’esterno dell’albero di trasmissione 5 in posizioni opposte reciprocamente.

Si intende che sono comunque possibili ulteriori forme di realizzazione dell’albero di trasmissione 5 comprendenti un numero maggiore di tratti trasversali 25, ad esempio tre, quattro o superiori, senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione.

A tale riguardo, qualora siano presenti tre o più tratti trasversali 25 è preferibile che gli stessi siano distribuiti in modo uniforme lungo la circonferenza esterna dell’albero di trasmissione 5, e quindi con un posizionamento reciproco equidistante secondo una simmetria centrale individuata dall’albero di trasmissione 5.

Accoppiando reciprocamente il perno di fissaggio 21 all’estremità 20 dell’albero di trasmissione 5, si affaccia il primo canale 22 al secondo canale 23, di fatto definendo un condotto che pone in comunicazione di fluido l’interno del carter 12 con l’esterno del gruppo di compressione 1 attraverso la presa d’aria 18.

In pratica, il primo canale 22 ed il secondo canale 23, quando associati reciprocamente, definiscono la presa d’aria 18.

L’azionamento in rotazione dell’albero di trasmissione 5 pone in rotazione l’almeno un tratto trasversale 25 intorno all’asse di rotazione 6, generando un effetto centrifugo che, congiuntamente alla depressione determinata dall’almeno un pistone 3, favorisce il richiamo di aria fresca all’interno del carter 12.

Con riferimento a quanto descritto in precedenza, il richiamo del flusso d’aria fresca all’interno del carter 12 è determinato sinergicamente dall’azionamento in rotazione dell’albero di trasmissione 5 e dal moto alternato dell’almeno un pistone 3, permettendo così di incrementare la portata del flusso d’aria che può essere richiamata all’interno del gruppo di compressione 1 senza richiedere l’impiego di ulteriori mezzi meccanici.

Secondo una ulteriore versione della presente invenzione, la presa d’aria si estende attraverso almeno una delle pareti del carter 12.

A titolo esemplificativo ma non limitativo, con riferimento alla versione illustrata nell’allegata figura 9, la presa d’aria 18’ può svilupparsi passante attraverso almeno una parete laterale 14. Secondo tale versione, il perno di fissaggio 21 e l’estremità 20 dell’albero di trasmissione 5 possono essere privi di canali interni descritti per la precedente versione.

All’interno della presa d’aria 18’ è possibile prevedere un filtro 26 atto ad evitare che sporco, polvere o impurità possano penetrare nel carter 12 e compromettere il funzionamento degli organi meccanici in movimento (almeno un pistone 3, collegamento biella-manovella 7, eccetera).

Secondo una versione, il filtro 26 può essere del tipo configurato per essere permeabile all’aria ma non ai liquidi, quali ad esempio acqua.

Secondo una ulteriore versione della presente invenzione, non illustrata nelle allegate figure, in prossimità della presa d’aria 18’ può essere prevista una valvola ad una via, per consentire il richiamo di aria fresca all’interno del carter 12 ed impedirne la fuoriuscita in senso inverso.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, non illustrata nelle allegate figure, il gruppo di compressione 1 può presentare entrambe le prese d’aria 18, 18’ precedentemente descritte.

Come detto, il gruppo di compressione 1 comprende almeno una testa o calotta di chiusura 4 dell’almeno un cilindro 2, che delimita almeno una camera di aspirazione 8 ed almeno una camera di espansione 9. In uso, con la testa di chiusura 4 associata a tenuta all’almeno un cilindro 2, l’almeno un camera di aspirazione 8 è in comunicazione di fluido con l’almeno un condotto di aspirazione 11.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il gruppo di compressione 1 comprende mezzi di filtraggio 27 atti a filtrare l’aria che viene introdotta all’interno dell’almeno un cilindro 2.

Secondo una versione della presente invenzione, i mezzi di filtraggio 27 sono previsti esternamente al gruppo di compressione 1, in posizione interposta tra l’almeno un canale di aspirazione 11 dell’almeno un cilindro 2 e l’almeno una camera di aspirazione 8.

In pratica, i mezzi di filtraggio 27 così posizionati permettono di intercettare completamente, e quindi filtrare, il flusso d’aria che viene introdotto all’interno dell’almeno un cilindro 2, garantendo un elevato grado di filtrazione dell’aria compressa.

osserva come nei compressori di tipo tradizionale sia previsto un condotto di aspirazione dell’aria esterno al carter, a cui sono associati mezzi filtranti. Qualora si verifichi un trafilamento di aria attraverso le pareti del carter o in prossimità del collegamento tra l’almeno un cilindro e il carter è possibile che parte dell’aria immessa nel cilindro non attraversi i mezzi filtranti e quindi possa presentare delle impurità e contaminare l’aria che, invece, è stata filtrata.

Nel gruppo di compressione 1 secondo la presente invenzione, al contrario, tutta l’aria che viene richiamata all’interno dell’almeno un cilindro 2 viene filtrata, evitando così che impurità o polvere possano essere presenti nell’aria compressa. Secondo una versione illustrata nelle allegate figure, i mezzi di filtraggio 27 comprendono un corpo scatolare 28 presentante almeno una prima apertura 29, almeno una seconda apertura 30 ed almeno un elemento filtrante 31 posizionabile all’interno del corpo scatolare 28, interposto tra l’almeno una prima apertura 29 e l’almeno una seconda apertura 30.

L’almeno una prima apertura 29 e l’almeno una seconda apertura 30 permettono l’ingresso e la fuoriuscita dell’aria da filtrare relativamente al corpo scatolare 28. Il corpo scatolare 28, al suo interno, è configurato per definire, unitamente all’elemento filtrante 31, un percorso prestabilito lungo cui l’aria da filtrare può fluire (si vedano figure 5 e 6).

Almeno una tra l’almeno una prima apertura 29 e l’almeno una seconda apertura 30 è collegabile a tenuta con almeno uno tra il secondo varco 11’’ dell’almeno un condotto di aspirazione 11 e l’almeno una camera di aspirazione 8 e l’altra tra l’almeno una seconda apertura 30 e l’almeno un prima apertura 29 è impegnabile a tenuta con l’altra tra l’almeno una camera di aspirazione 8 e il secondo varco 11’’ dell’almeno un condotto di aspirazione 11.

In pratica, i mezzi di filtraggio 27 sono posizionati immediatamente a monte della camera di aspirazione 8.

Di fatto, quindi, i mezzi di filtraggio 27 sono configurati per intercettare completamente il flusso d’aria richiamata all’interno dell’almeno un cilindro 2 per effetto dell’azione dell’almeno un pistone 3.

L’elemento filtrante 31 può essere configurato come un filtro di tipo spugnoso o di carta o un elemento similare atto allo scopo.

Secondo una versione della presente invenzione, il corpo scatolare 28 comprende un coperchio 32 di chiusura associabile, a tenuta ermetica, in modo rimovibile al corpo scatolare 28 stesso.

A tale proposito, possono essere previsti mezzi di collegamento 33 per consentire il collegamento, di tipo rimovibile, tra il corpo scatolare 28 ed il coperchio di chiusura 32.

I mezzi di collegamento 33 possono essere conformati come mezzi con accoppiamento di forma, a scatto, o mezzi ad incastro, o prevedere un collegamento filettato.

Secondo una versione della presente invenzione, i mezzi di collegamento 33 possono comprendere un elemento a vite 34 associabile passante attraverso una apertura 35 realizzata nel coperchio di chiusura 28, ed impegnabile in una rispettiva sede filettata 36 prevista nel corpo scatolare 28.

La vite 34 può comprendere una porzione di testa configurata per essere impugnabile ed azionabile manualmente da un utilizzatore, senza richiedere quindi l’impiego di alcun utensile.

Il coperchio di chiusura 32 permette di liberare agevolmente un varco per l’accesso all’interno del corpo scatolare 28. In particolare, rimuovendo il coperchio di chiusura 32 dal corpo scatolare 28 è possibile accedere agevolmente all’elemento filtrante 31 presente all’interno di quest’ultimo, per poterne eseguire la manutenzione o semplicemente per verificarne l’integrità, il grado di sporcizia o eventualmente, per poterlo sostituire con un nuovo elemento filtrante 31.

Per quanto concerne la possibilità di raffreddare l’aria compressa erogabile da un gruppo di compressione 1, si evidenzia la presenza nella testa di chiusura 4 di almeno una camera di espansione 9 (si vedano figure 2, 3, 5 e 6).

Come noto, durante il processo di compressione la temperatura dell’aria all’interno dell’almeno un cilindro 2 aumenta. La presenza di una camera di espansione 9, lungo il percorso di mandata, in uscita dal gruppo di compressione espansione controllata dell’aria compressa e, quindi, una riduzione della temperatura della stessa.

La camera di espansione 9 presenta una apertura di mandata 37 alla quale è collegato, a tenuta, un condotto di mandata 38 che si sviluppa esternamente al gruppo di compressione 1.

L’apertura di mandata 37 può essere delimitata da un elemento di chiusura 37’ configurato per convogliare l’aria compressa in uscita dalla camera di espansione 9 (si vedano figure 5 e 6).

Secondo una versione della presente invenzione, l’elemento di chiusura 37’ può essere configurato con un tappo o un elemento similare associabile in modo rimovibile ad una estremità della camera di espansione 9. Rimuovendo l’elemento di chiusura 37’ è possibile liberare un varco di accesso all’interno della camera di espansione 9 per poterne eseguire la manutenzione della stessa.

Il condotto di mandata 38 può essere collegato ad una utenza, ad un circuito per la distribuzione dell’aria compressa o ad un serbatoio di stoccaggio, non illustrati nelle allegate figure.

A tale proposito, si osserva che il condotto di mandata 38 si estende in posizione frontale alla ventola di raffreddamento 19 attraverso la regione interessata dal flusso d’aria da questa generato.

Tale posizionamento del condotto di mandata 38 permette di abbattere ulteriormente la temperatura dell’aria compressa erogabile dal gruppo di compressione 1, in quanto il condotto di mandata 38 è investito, e quindi raffreddato, dal flusso d’aria generabile dalla ventola durante il funzionamento del gruppo di compressione 1.

Allo scopo di incrementare l’efficienza della ventilazione forzata generata dalla ventola di raffreddamento 19 può essere prevista una carenatura copriventola 39 atta a convogliare il flusso d’aria in ingresso ed in uscita relativamente alla ventola di raffreddamento 19 stessa.

Il copriventola 39 inoltre funge da elemento di sicurezza definendo una barriera di protezione.

Il condotto di mandata 38 è previsto in posizione interposta tra la ventola di raffreddamento 19 e la carenatura copriventola 39.

Si riporta di seguito, brevemente, il funzionamento di un gruppo di compressione 1 secondo la presente invenzione.

Con l’azionamento in rotazione dell’albero di trasmissione 5 intorno all’asse di rotazione 6, ad opera di mezzi motori M, si determina la movimentazione dell’almeno un pistone 3 all’interno dell’almeno un cilindro 2.

Il pistone 3 causa ciclicamente una depressione all’interno dell’almeno un cilindro 2 che si propaga all’interno del carter 12 attraverso l’almeno un condotto di aspirazione 11 con cui è in comunicazione di fluido. A sua volta, il carter 12 presenta almeno una presa d’aria 18, 18’ attraverso la quale l’aria da comprimere viene richiamata all’interno del carter 12.

L’aria fresca, entrando nel carter 12, segue un percorso di “aspirazione” vale a dire un percorso attraverso il volume interno del carter 12 e quindi lungo l’almeno un condotto di aspirazione 11 fino a giungere nella camera di aspirazione 8 della testa di chiusura 4 dell’almeno un cilindro 2 prima di essere introdotta all’interno di quest’ultimo per essere successivamente compressa. Lungo tale percorso di “aspirazione”, l’aria lambisce inizialmente gli organi meccanici interni, azionabili in movimento, del gruppo di compressione 1 e poi le pareti esterne dell’almeno un cilindro 2, raffreddandoli.

In particolare, l’aria fresca che viene richiamata all’interno del carter 12 attraverso la presa d’aria 18, 18’, prima di attraversare l’almeno un condotto di aspirazione 11 investe l’albero di trasmissione 5, gli eventuali mezzi di supporto volventi 16 ed il collegamento biella-manovella 7, raffreddandoli e permettendo così di abbassarne la temperatura.

Nei gruppi di compressione di tipo tradizionale, invece, gli organi interni in movimento non sono investiti da un simile flusso d’aria fresca e, pertanto, non è possibile ottenere un loro raffreddamento secondo le modalità previste nella presente invenzione.

Successivamente, il flusso d’aria fresca da comprimere attraversa l’almeno un condotto di aspirazione 11, lambendo le pareti laterali dell’almeno un cilindro 2, asportandone il calore in eccesso.

Prima di essere introdotto all’interno dell’almeno un cilindro 2, il flusso d’aria viene convogliato all’interno dei mezzi di filtraggio 27 che trattengono eventuali impurità presenti al suo interno. Quindi, al termine della fase di compressione, l’aria compressa fuoriesce dalla piastra valvole 10 e attraversa la camera di espansione 9 dove, a seguito dell’espansione, cede parte del calore acquisito durante la precedente fase di compressione.

In uscita dalla camera di espansione 9, l’aria compressa attraversa il condotto di mandata esterno 38 che viene raffreddato dal flusso d’aria forzato generato dalla ventola di raffreddamento 19.

Da quanto sopra descritto si evince come il gruppo di compressione 1 secondo la presente invenzione sia in grado di raggiungere gli scopi preposti.

Infatti, oltre all’azione di raffreddamento esercitata dalla ventola di raffreddamento 19, nel gruppo di compressione 1 si ottiene un ulteriore raffreddamento sfruttando l’aria fresca da comprimere, senza richiedere quindi l’impiego di ulteriori mezzi di ventilazione o circuiti di raffreddamento dedicati. Inoltre, la presenza di una camera di espansione 9, lungo il percorso di mandata, permette di ridurre la temperatura dell’aria compressa, a vantaggio delle utenze poste a valle del gruppo di compressione 1 stesso.

La possibilità di raffreddare efficacemente non solo l’aria compressa ma anche gli organi meccanici interni preposti alla compressione della stessa permette di incrementare la durata complessiva del ciclo di vita del gruppo di compressione 1, riducendo la fatica termica a cui tali componenti sono soggetti in uso e la relativa manutenzione.

La temperatura dell’aria compressa in uscita da un gruppo di compressione 1 secondo la presente invenzione può risultare inferiore rispetto a quella erogata da un gruppo di compressione di tipo tradizionale, a parità di potenza, di un valore compreso tra circa 40°C e 80°C.

Il percorso previsto per l’aria richiamata dall’esterno lungo il gruppo di compressione 1, prima di essere introdotta nell’almeno un cilindro 2, permette di definire un punto, esterno al gruppo di compressione 1, in corrispondenza del quale intercettare il flusso dell’aria per poterne eseguire una efficace filtrazione. A tale proposito, si evidenzia come mezzi di filtraggio 27, essendo esterni al gruppo di compressione 1, sono di agevole accesso, favorendone la manutenzione.

L’insieme delle soluzioni costruttive adottate in un gruppo di compressione 1 secondo la presente invenzione, con particolare riferimento alla configurazione del percorso di aspirazione dell’aria da comprimere, oltre a permettere di conseguire i benefici sopra descritti, favorisce la riduzione del livello di rumorosità di esercizio del gruppo di compressione 1 stesso, pur nell’ambito di una soluzione dall’elevata efficienza e rendimento.

Infine, si osserva che nella descrizione che precede si è fatto riferimento ad un compressore 40 comprendente un singolo gruppo di compressione 1 secondo la presente invenzione. A tale proposito si precisa che un compressore equipaggiato con due o più gruppi di compressione 1 è comunque da intendersi compreso nell’ambito di protezione della presente invenzione. A titolo esemplificativo, in figura 7 è illustrato un compressore 40’ comprendente tre gruppi di compressione 1 disposti equidistanti tra loro con una simmetria centrale rispetto all’asse di rotazione 6. In tal caso, il compressore 40’ comprende tre pistoni 3 associati ad un albero di trasmissione 5 tramite rispettivi collegamenti biella-manovella 7. Secondo una versione di tale compressore 40’, i condotti di mandata 38 uscenti da ciascun cilindro 2 possono essere conformati per collegarsi tra loro a definire un unico punto di raccolta dell’aria compressa utilizzabile da utenze previste a valle del compressore.

Il gruppo di compressione 1 per un compressore del tipo privo di lubrificazione sopra descritto è suscettibile di numerose modifiche e varianti entro l’ambito di protezione delle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di compressione, per un compressore volumetrico, comprendente almeno un cilindro (2) per l’aspirazione e la compressione di aria per mezzo di almeno un pistone (3) scorrevole in detto almeno un cilindro (2), un albero di trasmissione (5), azionabile in rotazione intorno ad un asse di rotazione (6) e associato a detto almeno un pistone (3) tramite un cinematismo biella-manovella (7), la rotazione di detto albero di trasmissione (5) comandando il moto alternato di detto almeno un pistone (3), un carter (12) configurato per ricevere e supportare detto almeno un cilindro (2) e per l’alloggiamento di almeno una porzione di detto albero di trasmissione (5) e di detto cinematismo biella-manovella (7), caratterizzato dal fatto che detto carter (12) comprende almeno una presa d’aria (18, 18’) in comunicazione con l’esterno di detto gruppo di compressione e definente almeno un passaggio per l’aria da richiamare al suo interno e da alimentare a detto almeno un cilindro (2), in cui detta almeno una presa d’aria (18, 18’) è in comunicazione di fluido con l’interno di detto almeno un cilindro (2) attraverso un percorso che si sviluppa all’interno di detto carter (12) e attraverso almeno un tratto di una parete di detto almeno un cilindro (2).
2. Gruppo di compressione secondo la rivendicazione 1, in cui detto carter (12) comprende almeno un foro o sede passante (17) che si sviluppa attraverso una parete di detto carter (12), in prossimità del collegamento tra detto carter (12) e detto almeno un cilindro (2), in cui detto foro o sede passante (17) è atto a porre in comunicazione di fluido il volume interno di detto carter (12) con almeno un condotto di aspirazione (11) che si sviluppa lungo detto almeno un tratto della parete di detto almeno un cilindro (2).
3. Gruppo di compressione secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente almeno una ventola di raffreddamento (19) esterna a detto carter (12), collegabile ad una estremità (20) di detto albero di trasmissione (5) tramite un perno di fissaggio (21).
4 Gruppo di compressione secondo la rivendicazione precedente, in cui detta presa d’aria (18) è realizzata passante attraverso detto perno di fissaggio (21) e lungo almeno un tratto di detto albero di trasmissione (5) in prossimità di detta estremità (20), con detto perno (21) e detto albero di trasmissione (5) collegati reciprocamente.
5. Gruppo di compressione secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui detto perno di fissaggio (21) presenta un primo canale (22), che si sviluppa passante centralmente lungo detto perno di fissaggio (21), e detto albero di trasmissione (5) presenta un secondo canale (23) associabile in comunicazione di fluido con detto primo canale (22), in cui detto secondo canale (23) presenta un tratto centrale (24), estendentesi in direzione longitudinale lungo detto albero di trasmissione (5) ed almeno un tratto trasversale (25) che si sviluppa consecutivamente a detto tratto centrale (24) in direzione trasversale o radiale, ed è afferente all’esterno di detto albero di trasmissione (5).
6. Gruppo di compressione secondo la rivendicazione precedente, in cui detto tratto centrale (24) si estende lungo almeno un tratto di detto albero di trasmissione (5) a partire da detta estremità (20).
7. Gruppo di compressione secondo la rivendicazione 1, comprendente almeno una testa o calotta di chiusura (4) di detto almeno cilindro (2), detta almeno una testa o calotta di chiusura (4) presentando almeno una camera di aspirazione (8), in comunicazione di fluido con detto almeno un condotto di aspirazione (11), ed almeno una camera di espansione (9) per favorire una espansione controllata di detta aria compressa in uscita da detto almeno un cilindro (2).
8. Gruppo di compressione secondo la rivendicazione 2 o 7, comprendente mezzi di filtraggio (27) atti a filtrare l’aria richiamata all’interno di detto almeno un cilindro (2) per effetto di detto almeno un pistone (3), in cui detti mezzi di filtraggio (27) sono previsti esternamente a detto carter (12) in posizione interposta tra detto almeno un canale di aspirazione (11) di detto cilindro (2) e detta almeno una camera di aspirazione (8) di detta testa o calotta di chiusura (4).
9. Gruppo di compressione secondo la rivendicazione 8, in cui detti mezzi di filtraggio (27) comprendono un corpo scatolare (28), associabile esternamente a detto carter (12) e presentante una prima apertura (29), almeno una seconda apertura (30) ed almeno un elemento filtrante (31) posizionato all’interno di detto corpo scatolare (28) in posizione interposta tra detta prima apertura (29) e detta seconda apertura (30), detto corpo scatolare (28) e detto elemento filtrante (31) definendo un percorso di filtraggio forzato per detta aria all’interno di detti mezzi di filtraggio (27).
10. Gruppo di compressione secondo la rivendicazione precedente, in cui almeno una tra detta prima apertura (29) e detta seconda apertura (30) è impegnabile a tenuta con almeno uno tra detto condotto di aspirazione (11) di detto almeno un cilindro (2) e detta almeno una camera di aspirazione (8) di detta almeno una testa o calotta di chiusura (4) e l’altra tra detta seconda apertura (30) e detta prima apertura (29) è impegnabile a tenuta con l’altra tra detta almeno una camera di aspirazione (8) e detto almeno un condotto di aspirazione (11).
11. Gruppo di compressione secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui detto corpo scatolare (28) comprende un coperchio di chiusura (32) collegabile in modo rimovibile a detto corpo scatolare (28) per favorire l’accesso a detto elemento filtrante (31).
12. Gruppo di compressione secondo la rivendicazione precedente, comprendente mezzi di collegamento (33), per il collegamento tra detto coperchio di chiusura (32) e detto corpo scatolare (28).
13. Compressore di tipo alternativo per la compressione di un fluido di lavoro, quale aria, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un gruppo di compressione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12.