IT201800021148A1 - Pompa ausiliaria volumetrica per la generazione del vuoto. - Google Patents

Pompa ausiliaria volumetrica per la generazione del vuoto. Download PDF

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Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
“POMPA AUSILIARIA VOLUMETRICA PER LA GENERAZIONE DEL
VUOTO”
La presente invenzione ha per oggetto una pompa ausiliaria volumetrica per la generazione del vuoto.
Con il termine pompa ausiliaria volumetrica si vuole intendere una pompa “booster”, generalmente pompa “Roots” o pompa a lobi rotanti, disposta a monte di una pompa primaria, ad esempio di tipo rotativo a palette, per la generazione del vuoto in impianti in cui occorre gestire elevate portate di fluido e per velocizzare il tempo di svuotamento dell’impianto.
Ad oggi, il sistema più utilizzato per assicurare il corretto funzionamento di una pompa ausiliaria volumetrica è determinato dal controllo del massimo valore di assorbimento di corrente, funzione della velocità di rotazione della pompa e della pressione di lavoro.
Il controllo sull’assorbimento della corrente elettrica non preserva tuttavia la pompa da guasti o malfunzionamenti causati, ad esempio, da anomale condizioni di pressione, in ingresso e/o in uscita della pompa.
In tale contesto, si è sentita l’esigenza di realizzare una pompa ausiliaria per la generazione del vuoto comprendente una carcassa, un organo rotativo alloggiato nella carcassa ed un motore elettrico di alimentazione dell’organo rotativo.
La pompa ausiliaria comprende un condotto di aspirazione, disposto a valle di un’utenza, ed un condotto di scarico configurato per definire un condotto di mandata di una pompa primaria.
Un dispositivo di rilevamento della pressione del fluido in ingresso alla pompa ausiliaria, configurato per emettere un segnale di rilevamento della pressione del fluido in ingresso alla pompa ausiliaria, è disposto nel condotto di aspirazione.
Un dispositivo di rilevamento della pressione del fluido in uscita dalla pompa ausiliaria, configurato per emettere un segnale di rilevamento della pressione del fluido in uscita dalla pompa ausiliaria, è disposto nel condotto di scarico.
Una unità di controllo è configurata per ricevere ed elaborare il segnale di rilevamento della pressione del fluido in ingresso ed in uscita della pompa ausiliaria e determinare la pressione del fluido nel condotto di aspirazione e nel condotto di scarico e la differenza di pressione tra il valore di pressione nel condotto di aspirazione e nel condotto di scarico.
Una unità di controllo è configurata per comandare la frequenza di rotazione e l’assorbimento del motore elettrico da parte dell’organo rotativo in funzione della differenza di pressione tra il valore di pressione nel condotto di aspirazione e nel condotto di scarico, se inferiore ad una differenza di pressione ammissibile impostata.
Vantaggiosamente, tale modalità di funzionamento preserva il motore elettrico della pompa ausiliaria da malfunzionamenti o guasti in quanto l’assorbimento di corrente è determinato dalla differenza di pressione tra il valore di pressione nel condotto di aspirazione e nel condotto di scarico, al di sotto del valore soglia dichiarato dal costruttore della pompa ausiliaria. Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla seguente descrizione che è indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita di una pompa ausiliaria volumetrica per la generazione di vuoto illustrata in una vista schematica di figura 1 in cui è schematizzato un impianto di generazione del vuoto.
Con il riferimento numerico 1 è indicata una pompa ausiliaria volumetrica per la generazione del vuoto secondo la presente invenzione.
La pompa ausiliaria 1 comprende un condotto di aspirazione 2 ed un condotto di scarico 3.
Il condotto di aspirazione 2 è disposto a valle di una utenza 24, con riferimento al verso di percorrenza del fluido.
Il condotto di scarico 3 è configurato per definire un condotto di mandata di una pompa primaria 4.
La pompa primaria 4 è disposta a valle della pompa ausiliaria 1, con riferimento al verso di percorrenza del fluido.
Nel condotto di aspirazione 2 è disposto un dispositivo di rilevamento della pressione 5 del fluido in ingresso alla pompa ausiliaria 1 configurato per emettere un segnale di rilevamento della pressione 8 del fluido in ingresso alla pompa ausiliaria 1.
Nel condotto di scarico 3 è disposto un dispositivo di rilevamento della pressione 6 del fluido in uscita dalla pompa ausiliaria 1 configurato per emettere un segnale di rilevamento della pressione 9 del fluido in uscita dalla pompa ausiliaria 1.
Una unità di controllo 7 è configurata per ricevere ed elaborare il segnale di rilevamento della pressione 8 del fluido in ingresso alla pompa ausiliaria 1 e determinare la pressione del fluido nel condotto di aspirazione 2.
L’unità di controllo 7 è configurata per ricevere ed elaborare il segnale di rilevamento della pressione 9 del fluido in uscita dalla pompa ausiliaria 1 e determinare la pressione del fluido nel condotto di scarico 3.
L’unità di controllo 7 è configurata per ricevere ed elaborare i segnali di rilevamento della pressione 8, 9 del fluido in ingresso ed in uscita e determinare la differenza di pressione tra il valore di pressione nel condotto di aspirazione 2 e nel condotto di scarico 3.
L’unità di controllo 7 è configurata per comandare la frequenza di rotazione e l’assorbimento del motore elettrico 21 da parte dell’organo rotativo 11 in funzione della differenza di pressione tra il valore di pressione nel condotto di aspirazione e nel condotto di scarico, se inferiore ad una differenza di pressione ammissibile impostata.
L’unità di controllo 7 è configurata per confrontare il valore della pressione del fluido nel condotto di scarico 3 con un valore di pressione di soglia. Qualora l’unità di controllo 7 determini che il valore della pressione nel condotto di scarico 3 sia superiore al valore di pressione di soglia per un intervallo di tempo impostato, l’unità di controllo 7 è configurata per emettere un primo segnale di allarme 16.
Tale condizione di malfunzionamento, ovvero di una pressione nel condotto di scarico 3 tra pompa ausiliaria 1 e pompa primaria 4, si può verificare, ad esempio, nel caso in cui la pompa primaria 4 sia soggetta ad un malfunzionamento, la pompa primaria 4 sia spenta.
L’unità di controllo 7 è configurata per confrontare il valore della pressione del fluido nel condotto di scarico 3 con un valore di pressione di controllo. Qualora l’unità di controllo 7 determini che il valore della pressione nel condotto di scarico 3 sia inferiore al valore di pressione di controllo, l’unità di controllo 7 non intraprende alcuna azione.
Qualora l’unità di controllo 7 determini che il valore della pressione nel condotto di scarico 3 sia superiore al valore di pressione di controllo, l’unità di controllo 7 è configurata per memorizzare il valore della pressione determinato mediante il segnale di rilevamento della pressione 9 del fluido in uscita dalla pompa ausiliaria 1.
L’unità di controllo 7 è configurata per rilevare continuamente i valori di pressione determinati mediante i rispettivi segnali di rilevamento della pressione 9 del fluido in uscita dalla pompa ausiliaria 1.
L’unità di controllo 7 è configurata per determinare se i nuovi valori di pressione siano compresi oppure non compresi in un intervallo di valori di pressione definito dal valore di pressione memorizzato in un rispettivo intervallo di tempo.
Qualora l’unità di controllo 7 determini che i valori di pressione siano compresi in detto intervallo di valori di pressione, secondo un rispettivo intervallo di tempo, l’unità di controllo 7 è configurata per inviare un secondo segnale di allarme 17.
Qualora l’unità di controllo 7 determini che il nuovo valore di pressione sia non compreso in detto intervallo di valori di pressione, l’unità di controllo 7 è configurata per memorizzare tale nuovo valore di pressione e, trascorso un intervallo di tempo stabilito, l’unità di controllo 7 è configurata per rilevare un nuovo valore di pressione determinato mediante il segnale di rilevamento della pressione 9 del fluido in uscita dalla pompa ausiliaria 1 e determinare nuovamente se tale nuovo valore di pressione sia compreso in detto intervallo di valori di pressione definito dal valore dell’ultimo valore di pressione memorizzato.
Tale sequenza di operazioni viene ripetuta fintanto non si avveri la condizione che il valore di pressione, nel rispettivo intervallo di tempo, risulti compreso in detto intervallo di valori di pressione e l’unità di controllo 7 invia un secondo segnale di allarme 17.
La pompa ausiliaria 1 comprende un dispositivo di rilevamento della frequenza 20 del motore elettrico ed è configurato per emettere un segnale di rilevamento della frequenza 22 del motore elettrico 21.
Qualora l’unità di controllo 7 determini che il valore della frequenza del motore elettrico 21 sia inferiore al valore di frequenza minima impostata per un intervallo di tempo impostato, l’unità di controllo 7 è configurata per emettere un terzo segnale di allarme 18.
La frequenza minima impostata è la frequenza necessaria a garantire la circolazione di liquido lubrificante nella pompa ausiliaria 1.
Tale condizione di malfunzionamento, ovvero di una frequenza minima perdurante nel tempo, si può verificare, ad esempio, quando il rapporto della portata tra pompa ausiliaria 1 e pompa primaria 4 è troppo elevato, sovrassorbimento, pompa primaria 4 spenta.
La pompa ausiliaria 1 comprende una carcassa 10 ed un organo rotativo 11 alloggiato nella carcassa 10.
Un motore elettrico 21 alimenta l’organo rotativo 11.
Nell’esempio illustrato, l’organo rotativo 11 comprende almeno un primo lobo 12, rotante attorno ad un proprio asse 12a di rotazione, ed un secondo lobo 13, rotante attorno ad un proprio asse 13a di rotazione. Il primo lobo 12 ed il secondo lobo 13 ruotano in maniera sincrona attorno ai rispettivi assi 12a,13a di rotazione per convogliare il fluido dal condotto di aspirazione 2 al condotto di scarico 3.
Un dispositivo di rilevamento della temperatura 14 è disposto sulla carcassa 10.
Più precisamente, il dispositivo di rilevamento della temperatura 14 è disposto sulla carcassa 10 in una zona in prossimità del condotto di scarico 3.
Il dispositivo di rilevamento della temperatura 14 è configurato per rilevare la temperatura della carcassa 10 e per emettere un segnale di avviso 15 di superamento della temperatura oltre ad un valore di temperatura massimo ammesso.
Ad esempio, il dispositivo di rilevamento della temperatura 14 comprende un circuito elettrico dotato di un interruttore la cui apertura o chiusura è determinata dal superamento della temperatura della carcassa 10 oltre ad un valore di temperatura massimo ammesso.
L’unità di controllo 7 è configurata per ricevere il segnale di avviso 15 del dispositivo di rilevamento della temperatura 14 ed, al ricevimento dello stesso, per emettere un quarto segnale di allarme 19.
Tale condizione di malfunzionamento, ovvero di una sovratemperatura della pompa ausiliaria 1, si può verificare, ad esempio, nel caso in cui la temperatura ambiente in cui è disposta la pompa ausiliaria 1 sia alta, il livello o la viscosità dell’olio sia elevata, i giochi dell’organo rotativo 11 siano troppo elevati, il filtro aspirazione della pompa ausiliaria 1 sia sporco o per sovraccarico della pompa ausiliaria 1.
Un dispositivo 23 di visualizzazione è configurato per ricevere il primo, il secondo, il terzo ed il quarto segnale di allarme 16, 17, 18, 19 emesso dall’unità di controllo 7 e renderlo visibile ad un operatore.
Preferibilmente, il dispositivo 23 di visualizzazione rende disponibili i segnali di allarme mediante una spia luminosa.
Si faccia infine presente che, al fine di preservare la pompa ausiliaria 1 da malfunzionamenti o guasti, l’unità di comando 7 è configurata per comandare lo spegnimento della pompa ausiliaria 1, ovvero per comandare l’interruzione del motore elettrico 21 di alimentazione dell’organo rotativo 11 al verificarsi dell’emissione di almeno uno dei citati segnali di allarme 16, 17, 18, 19.

Claims (8)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Una pompa ausiliaria volumetrica per la generazione di vuoto comprendente una carcassa (10), un organo rotativo (11) alloggiato nella carcassa (10) ed un motore elettrico (21) di alimentazione dell’organo rotativo (11); la pompa ausiliaria (1) comprendendo un condotto di aspirazione (2), disposto a valle di un’utenza (24), ed un condotto di scarico (3) configurato per definire un condotto di mandata di una pompa primaria (4); un dispositivo di rilevamento della pressione (5) del fluido in ingresso alla pompa ausiliaria (1), configurato per emettere un segnale di rilevamento della pressione (8) del fluido in ingresso alla pompa ausiliaria (1), è disposto nel condotto di aspirazione (2); un dispositivo di rilevamento della pressione (6) del fluido in uscita dalla pompa ausiliaria (1), configurato per emettere un segnale di rilevamento della pressione (9) del fluido in uscita dalla pompa ausiliaria (1), è disposto nel condotto di scarico (3); una unità di controllo (7) è configurata per ricevere ed elaborare il segnale di rilevamento della pressione (8, 9) del fluido in ingresso ed in uscita della pompa ausiliaria (1) e determinare la pressione del fluido nel condotto di aspirazione (2) e nel condotto di scarico (3) e la differenza di pressione tra il valore di pressione nel condotto di aspirazione (2) e nel condotto di scarico (3); l’unità di controllo (7) è configurata per comandare la frequenza di rotazione e l’assorbimento del motore elettrico (21) da parte dell’organo rotativo (11) in funzione della differenza di pressione tra il valore di pressione nel condotto di aspirazione (2) e nel condotto di scarico (3), se inferiore ad una differenza di pressione ammissibile impostata.
  2. 2. Pompa secondo la rivendicazione indipendente 1, caratterizzata dal fatto che l’unità di controllo (7) è configurata per confrontare il valore della pressione del fluido nel condotto di scarico (3) con un valore di pressione di soglia impostato; l’unità di controllo (7) essendo configurata per determinare se il valore della pressione nel condotto di scarico (3) sia superiore al valore di pressione di soglia impostato per un intervallo di tempo impostato e, in caso positivo, per emettere un primo segnale di allarme (16).
  3. 3. Pompa secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che l’unità di controllo (7) è configurata per confrontare continuamente ciascun valore della pressione del fluido rilevato nel condotto di scarico (3) con un valore di pressione di controllo impostato; l’unità di controllo (7) essendo configurata per determinare se il valore della pressione nel condotto di scarico (3) sia inferiore ad un valore di pressione di controllo impostato e, qualora il valore della pressione nel condotto di scarico (3) sia superiore al valore di pressione di controllo, l’unità di controllo (7) essendo configurata per memorizzare tale valore di pressione e, trascorso un intervallo di tempo stabilito, l’unità di controllo (7) essendo configurata per determinare se un nuovo valore di pressione rilevato nel condotto di scarico (3) sia compreso oppure non compreso in un intervallo di valori di pressione definito dal precedente valore di pressione memorizzato; qualora il nuovo valore di pressione sia compreso in detto intervallo di valori di pressione, l’unità di controllo (7) essendo configurata per inviare un secondo segnale di allarme (17); qualora il nuovo valore di pressione sia non compreso in detto intervallo di valori di pressione, l’unità di controllo (7) essendo configurata per ripetere la sequenza di operazioni fintanto che un nuovo valore di pressione sia compreso in detto intervallo di valori di pressione.
  4. 4. Pompa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un dispositivo di rilevamento della frequenza (20) del motore elettrico, configurato per emettere un segnale di rilevamento della frequenza (22) del motore elettrico (21); l’unità di controllo (7) è configurata per determinare se il valore della frequenza del motore elettrico (21) sia inferiore al valore di frequenza minima impostata per un intervallo di tempo impostato e, in caso positivo, per emettere un terzo segnale di allarme (18).
  5. 5. Pompa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un dispositivo di rilevamento della temperatura (14) disposto sulla superficie della carcassa (10), in particolare in una zona della carcassa (10) in prossimità del condotto di scarico (3)configurato per rilevare la temperatura della carcassa (10) e per emettere un segnale di avviso (15) di superamento della temperatura oltre ad un valore di temperatura massimo ammesso; l’unità di controllo (7) essendo configurata per ricevere il segnale di avviso 15 del dispositivo di rilevamento della temperatura (14) ed, al ricevimento dello stesso, per emettere un quarto segnale di allarme (19).
  6. 6. Pompa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un dispositivo (23) di visualizzazione configurato per ricevere il primo, il secondo, il terzo ed il quarto segnale di allarme (16, 17, 18, 19) emesso dall’unità di controllo (7) e renderlo visibile ad un operatore; preferibilmente, il dispositivo (23) di visualizzazione rende disponibili i segnali di allarme (16, 17, 18, 19) mediante una spia luminosa.
  7. 7. Pompa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l’unità di comando (7) è configurata per comandare lo spegnimento della pompa ausiliaria (1), in particolare per comandare l’interruzione del motore elettrico (21) di alimentazione dell’organo rotativo (11), all’emissione di almeno uno del primo, secondo, terzo e quarto segnale di allarme (16, 17, 18, 19).
  8. 8. Impianto per la generazione del vuoto comprendente la pompa ausiliaria secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7 ed una pompa primaria (4) disposta a valle della pompa ausiliaria (1), con riferimento al verso di percorrenza del fluido; il condotto di aspirazione (2) della pompa ausiliaria (1) essendo disposto a valle di una utenza (24), con riferimento al verso di percorrenza del fluido.
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