IT202100000224U1 - Pompa a girante flessibile - Google Patents

Description

POMPA A GIRANTE FLESSIBILE

Campo tecnico del trovato

Il presente trovato riguarda una pompa a girante flessibile, particolarmente per impiego nel settore alimentare e nel settore farmaceutico per il pompaggio di fluidi liquidi e densi.

Stato dell'arte

Com'? noto, le pompe a girante flessibile comprendono un corpo pompa presentante una camera di lavoro all'interno della quale ? montata girevole una girante flessibile, cio? una girante munita di palette flessibili in materiale elastomerico, dimensionate in modo da rimanere con le rispettive estremit? libere (estremit? radialmente esterne) costantemente a contatto con la superficie laterale della camera di lavoro. La superficie laterale della camera di lavoro ha un profilo a raggio variabile, in maniera tale per cui a seguito della rotazione della girante le palette flessibili, interagendo con la superficie laterale della camera di lavoro, sono alternativamente soggette a flessione e distensione determinando cos? un effetto di risucchio. La camera di lavoro ? chiusa frontalmente da un coperchio fissato in modo rimovibile al corpo pompa e fra la faccia frontale del corpo pompa e la faccia interna del coperchio ? interposta una guarnizione di tenuta frontale di forma circolare, che ? disposta con il proprio centro coincidente con l'asse di rotazione della girante.

Le norme che regolano la progettazione di macchine e oggetti destinati a venire a contatto con liquidi alimentari impongono l'esigenza di sanificare e svuotare completamente il corpo pompa dopo ogni ciclo di lavorazione. L'operazione di sanificazione non ? tuttavia eseguibile in modo ottimale con le pompe a girante flessibile, dal momento che la diversa forma fra il profilo della guarnizione di tenuta frontale e il profilo della camera di lavoro non permette al liquido igienizzante di lambire la guarnizione di tenuta frontale durante l'operazione di sanificazione.

Le pompe a girante flessibile sono tuttavia un tipo di pompa particolarmente richiesto in campo alimentare e farmaceutico, in quanto - come detto in precedenza - hanno notevoli propriet? di autoadescamento e sono inoltre di semplice manutenzione. Vi ? dunque l'esigenza di fornire una soluzione al problema di consentire un'adeguata sanificazione delle pompe a girante flessibile.

Sommario del trovato

Scopo del presente trovato ? dunque fornire una pompa a girante flessibile che possa essere sanificata in modo corretto, cio? con la possibilit? che il liquido igienizzante lambisca lungo tutto il suo sviluppo la guarnizione di tenuta frontale della pompa.

Questo e altri scopi sono pienamente raggiunti secondo il presente trovato grazie a una pompa a girante flessibile come definita nell'annessa rivendicazione indipendente 1. Forme di realizzazione preferite della pompa secondo il presente trovato sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto ? da intendersi come parte integrante della descrizione che segue.

In sintesi, il trovato si fonda sull'idea di utilizzare una guarnizione di tenuta frontale avente un profilo di forma corrispondente a quello della superficie laterale della camera di lavoro della pompa, vale a dire un profilo avente anch'esso un raggio variabile. Grazie all'impiego di una guarnizione di tenuta frontale avente una tale forma, in luogo della tradizionale forma circolare, durante le operazioni di sanificazione della pompa il liquido igienizzante che viene immesso nella camera di lavoro della pompa riesce a lambire, e dunque igienizzare, completamente la guarnizione di tenuta frontale, garantendo in tal modo il rispetto delle vigenti normative in tema di sanificabilit? delle pompe per utilizzo nei settori alimentare e farmaceutico.

Preferibilmente, il profilo della superficie laterale della camera di lavoro, e di conseguenza anche il profilo della guarnizione di tenuta frontale, forma un primo tratto ad arco di circonferenza con un dato raggio, un secondo tratto ad arco di circonferenza concentrico con il primo tratto ma avente un raggio minore di quello del primo tratto, e una coppia di tratti di raccordo che raccordano il primo tratto al secondo tratto.

Secondo una forma di realizzazione, il profilo della superficie laterale della camera di lavoro, e di conseguenza anche il profilo della guarnizione di tenuta frontale, ? di forma simmetrica rispetto a un asse, in particolare rispetto a un asse verticale passante per l'asse di rotazione della girante.

I due tratti di raccordo del profilo della superficie laterale della camera di lavoro, e dunque anche del profilo della guarnizione di tenuta frontale, formano ciascuno un rispettivo punto angoloso con il secondo tratto del profilo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata, fornita a puro scopo esemplificativo e non limitativo.

Breve descrizione delle figure

Nella seguente descrizione dettagliata del trovato verr? fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

- la figura 1 ? una vista in esploso di una pompa a girante flessibile secondo una forma di realizzazione del presente trovato;

- la figura 2 ? una vista frontale della pompa di figura 1, in cui dal corpo pompa ? stato rimosso il coperchio;

- la figura 3 ? una vista frontale della girante della pompa di figura 1;

- la figura 4 ? una vista prospettica dell'albero della pompa di figura 1;

- la figura 5 ? una vista dall'alto della pompa di figura 1;

- la figura 6 ? una vista in sezione della pompa di figura 1, secondo il piano di sezione indicato con VI-VI in figura 5;

- la figura 7 ? una vista frontale della faccia interna del coperchio della pompa di figura 1;

- la figura 8 mostra in scala ingrandita il dettaglio A di figura 6;

- la figura 9 mostra in scala ingrandita il dettaglio B di figura 6;

- la figura 10 ? una vista frontale, parzialmente sezionata, della pompa di figura 1; e - la figura 11 mostra in dettaglio uno dei due attacchi della pompa di figura 1, secondo il punto di vista indicato con freccia F in figura 10.

Descrizione dettagliata

Con riferimento inizialmente alla figura 1, una pompa a girante flessibile secondo una forma di realizzazione del presente trovato ? complessivamente indicata con 10.

La pompa 10 comprende fondamentalmente un corpo pompa 12 definente al suo interno una camera di lavoro 14, una girante 16 accolta nella camera di lavoro 14, un albero 18 che ? montato girevole intorno a un asse di rotazione x per essere comandato in rotazione da un motore 20 (in particolare un motore elettrico) e su cui la girante 16 ? montata in modo solidale a rotazione, un coperchio 22 fissato sul lato anteriore del corpo pompa 12 per chiudere la camera di lavoro 14, e una coppia di attacchi 24 e 26 montati sul corpo pompa 12 per mettere in comunicazione rispettivamente un tubo d'ingresso e un tubo di uscita (non mostrati) con la camera di lavoro 14 rispettivamente l'immissione del liquido nella camera di lavoro 14 e per l'espulsione del liquido dalla camera di lavoro 14.

Con riferimento anche alle figure 2 e 6, la camera di lavoro 14 ? delimitata assialmente (cio? nella direzione dell'asse di rotazione x) fra una parete di fondo 28, che si estende sostanzialmente perpendicolarmente all'asse di rotazione x, e una faccia interna 22a del coperchio 22, e radialmente da una superficie laterale 30.

Come si evince dalla figura 2, il profilo della superficie laterale 30 della camera di lavoro 14 presenta raggio variabile rispetto all'asse di rotazione x. In particolare, il profilo della superficie laterale 30 presenta un primo tratto 30a, che si sviluppa per una certa estensione angolare (ad esempio per un angolo approssimativamente di 180?, ma che potrebbe anche essere superiore o inferiore a 180?) e presenta forma ad arco di circonferenza con centro sull'asse di rotazione x e con un dato raggio, un secondo tratto 30b, si sviluppa per un'estensione angolare minore del primo tratto (in particolare per un angolo minore di 180?) e presenta forma ad arco di circonferenza con centro sull'asse di rotazione x e con raggio minore di quello del primo tratto 30a, e una coppia di tratti di raccordo 30c, che raccordano il primo tratto 30a con il secondo tratto 30b.

Nella forma di realizzazione proposta, il primo tratto 30a del profilo della superficie laterale 30 della camera di lavoro 14 ? posto inferiormente, mentre il secondo tratto 30b ? posto superiormente, cio? dal lato degli attacchi 24 e 26.

Pi? specificamente, nella forma di realizzazione proposta il profilo della superficie laterale 30 della camera di lavoro 14 ? di forma simmetrica rispetto a un asse verticale passante per l'asse di rotazione x. Ci? permette di utilizzare gli attacchi 24 e 26 indifferentemente come attacchi d'ingresso e rispettivamente di uscita o come attacchi di uscita e rispettivamente d'ingresso.

Inoltre, nella forma di realizzazione proposta i due tratti di raccordo 30c del profilo della superficie laterale 30 della camera di lavoro 14 formano ciascuno un rispettivo punto angoloso 30d con il secondo tratto 30b.

Con riferimento in particolare alle figure 2 e 3, in modo per s? noto la girante 16 comprende un mozzo 32, avente un foro interno 34 in cui ? inserito l'albero 18, e una pluralit? di alette 36 elasticamente flessibili che si estendono in direzione radialmente esterna dal mozzo 32. Le alette 36 sono realizzate in materiale elastomerico, in particolare materiale elastomerico per uso alimentare, in modo da flettersi e distendersi alternativamente per effetto della cooperazione con la superficie laterale 30 della camera di lavoro 14 quando la girante 16 ? posta in rotazione dall'albero 18 intorno all'asse di rotazione x.

Come osservabile infatti nella vista frontale di figura 2, le alette 36 che si trovano in corrispondenza del secondo tratto 30b del profilo della superficie laterale 30 risultano inflesse per effetto della riduzione della distanza radiale fra la base delle alette 36 e la superficie laterale 30, mentre le alette 36 che si trovano in corrispondenza del primo tratto 30a del profilo della superficie laterale 30 risultano distese (o pi? in generale meno inflesse rispetto alle precedenti), rimanendo comunque con le loro estremit? libere, vale a dire le loro estremit? radialmente esterne, a contatto con la superficie laterale 30. Con riferimento alla figura 6, le alette 36 hanno la medesima larghezza o dimensione assiale (cio? la dimensione lungo l'asse di rotazione x) della camera di lavoro 14, di modo che ciascuna coppia di alette 36 adiacenti definisce con la parete di fondo 28 della camera di lavoro 14 e con la faccia interna 22a del coperchio 22 un vano chiuso. Ci? permette, com'? noto, alla pompa 10 di funzionare come pompa autoadescante.

Nella forma di realizzazione qui proposta, il mozzo 32 comprende una porzione di mozzo interna 32a, che si accoppia a rotazione con l'albero 18, e una porzione di mozzo esterna 32b, rigidamente connessa alla porzione di mozzo interna 32a in modo da ruotare solidalmente con questa intorno all'asse di rotazione x. Preferibilmente, la porzione di mozzo esterna 32b forma integralmente le alette 36 ed ? dunque fatta del medesimo materiale elastomerico di queste ultime. Pi? preferibilmente, la porzione di mozzo interna 32a e la porzione di mozzo esterna 32b, incluse le alette 36, fanno parte di un unico corpo stampato e sono dunque realizzate del medesimo materiale elastomerico.

Inoltre, secondo una forma di realizzazione del trovato, per garantire l'accoppiamento a rotazione fra la girante 16 e l'albero 18 il mozzo 32 comprende un organo di trazione 38 che si estende diametralmente attraverso il foro interno 34 e, nella condizione di montaggio della girante 16 sull'albero 18, s'inserisce in una fenditura diametrale 40 di forma complementare prevista nell'albero 18, come si evince dalle figure 3 e 4. Preferibilmente, l'organo di trazione 38 ? formato integralmente con la porzione di mozzo interna 32a.

La figura 4 mostra altres? una scanalatura elicoidale 42 che ? prevista sulla superficie esterna dell'albero 18, o meglio sulla superficie esterna della porzione di albero 18 su cui ? destinata a essere montata la girante 16. Grazie a una tale scanalatura, si crea fra albero 18 e il mozzo 32 della girante 16 un passaggio elicoidale attraverso cui pu? defluire il liquido quando occorre svuotare il corpo pompa 12.

Con riferimento ora anche alle figure 6 e 7, oltre che alla figura 1, il coperchio 22 ? fissato a una faccia frontale 12a del corpo pompa 12, ad esempio mediante viti 44 o analoghi organi di connessione filettati inseriti in rispettivi fori 45 previsti nel coperchio 22, in modo da chiudere dal lato frontale la camera di lavoro 14 del corpo pompa 12. Fra la faccia interna 22a del coperchio 22 e la faccia frontale 12a del corpo pompa 12 ? vantaggiosamente prevista una guarnizione di tenuta frontale 46, che si estende intorno all'intero perimetro della camera di lavoro 14 in modo da evitare trafilamenti di liquido dalla camera di lavoro stessa.

Preferibilmente, come mostrato nelle figure 1 e 2, la guarnizione di tenuta frontale 46 presenta un profilo identico a quello della superficie laterale 30 della camera di lavoro 14. Ci? consente di evitare, o quanto meno minimizzare, il ristagno di liquido nel meato fra la faccia frontale 12a del corpo pompa e la faccia interna 22a del coperchio 22. Pertanto, anche la guarnizione di tenuta frontale 46 presenta un profilo con un primo tratto 46a a forma di arco di circonferenza, un secondo tratto 46b a forma di arco di circonferenza concentrico con quello del primo tratto 46a ma con raggio minore, e con una coppia di tratti di raccordo 46c che raccordano il primo tratto 46a con il secondo tratto 46b e che vantaggiosamente formano ciascuno un punto angoloso 46d con il secondo tratto 46b.

Il coperchio 22 presenta, in una sua zona inferiore, un foro di drenaggio 48 atto a consentire la fuoriuscita del liquido contenuto all'interno della camera di lavoro 14. Pi? precisamente, il foro di drenaggio 48 ? verticalmente allineato con il centro del coperchio 22, vale a dire verticalmente allineato, nella condizione di montaggio del coperchio 22 sul corpo pompa 12, con l'asse di rotazione x. Inoltre, il foro di drenaggio 48 ? posizionato a una distanza dal centro del coperchio 22 tale da trovarsi, nella condizione di montaggio del coperchio 22 sul corpo pompa 12, affacciato alla zona pi? bassa della camera di lavoro 14, in particolare con il suo punto pi? distante dal centro del coperchio 22 posto a una distanza dal centro del coperchio 22 uguale o leggermente maggiore del raggio della porzione inferiore ad arco di circonferenza del profilo della superficie laterale 30 della camera di lavoro 14. In questo modo viene garantito che tutto il liquido presente nella camera di lavoro 14 possa defluire da tale camera attraverso il foro di drenaggio 48, quando ? necessario svuotare il corpo pompa 12.

Come mostrato nelle figure 6 e 7, in corrispondenza del foro di drenaggio 48 ? prevista, sulla faccia interna 22a del coperchio 22, un'asola 49 avente larghezza maggiore del diametro del foro di drenaggio 48, nonch? dello spessore delle alette 36 della girante 16, in modo da consentire il deflusso del liquido dalla camera di lavoro 14 attraverso il foro di drenaggio 48 anche nel caso in cui la girante 16 si fermi con una delle sue alette 36 posizionata esattamente affacciata al foro di drenaggio 48.

Il foro di drenaggio 48 ? normalmente chiuso mediante mezzi di chiusura, che possono ad esempio essere semplicemente formati da un tappo, rimovibile manualmente da un operatore quando occorre svuotare il corpo pompa 12. Nella forma di realizzazione qui proposta, invece, i mezzi di chiusura sono formati da un'elettrovalvola 50, vantaggiosamente dotata di dispositivo a effetto Venturi, che ? comandabile da remoto per consentire di automatizzare il processo di svuotamento della pompa, senza dunque bisogno dell'intervento manuale di un operatore. L'elettrovalvola 50 ? in questo caso connessa al foro di drenaggio 48 tramite un attacco di collegamento 52. Come mostrato in figura 9, l'attacco di collegamento 52, alla sua estremit? lato coperchio, forma una porzione di accoppiamento 54 che ? inserita nel foro di drenaggio 48, con interposizione di una guarnizione di tenuta 56, nonch? una flangia di attacco 58 che ? fissata in modo rimovibile, ad esempio mediante viti 60, al coperchio 22.

Con riferimento ora alla vista di dettaglio di figura 8, sulla faccia interna 22a del coperchio 22 ? prevista una scanalatura anulare 62 disposta in modo da mettere in comunicazione di liquido l'uno con l'altro i vani definiti fra coppie di alette 36 adiacenti della girante 16. Pi? specificamente, la scanalatura 62 presenta un'estensione radiale tale per cui il raggio esterno RE del mozzo 32 della girante 16 ? compreso fra il raggio interno ri e il raggio esterno rE della scanalatura 62. Come osservabile in figura 8, la scanalatura 62 presenta una profondit? molto piccola, preferibilmente dell'ordine di decimi di mm (ad esempio 0,3 mm), in modo che la scanalatura 62 non influisca negativamente sulle propriet? di autoadescamento della pompa 10, ma consenta, quando ? necessario svuotare la pompa, il deflusso del liquido dalla zona superiore alla zona inferiore della camera di lavoro 14 per essere da qui espulso dal corpo pompa 12 attraverso il foro di drenaggio 48.

Con riferimento infine alle figure 10 e 11, oltre che alla figura 5, il corpo pompa 12 presenta una o pi? aperture d'ingresso 64 (due aperture d'ingresso 64, nell'esempio di realizzazione qui proposto) per l'ingresso del liquido dalla camera di lavoro 14 e una o pi? aperture di uscita 66 (due aperture di uscita 66, nell'esempio di realizzazione qui proposto) per l'uscita del liquido nella camera di lavoro 14. In corrispondenza delle aperture d'ingresso 64 ? montato sul corpo pompa 12 l'attacco d'ingresso 24, cui ? destinato a essere collegato il summenzionato tubo d'ingresso, mentre in corrispondenza delle aperture di uscita 66 ? montato sul corpo pompa 12 l'attacco di uscita 26, cui ? destinato a essere collegato il summenzionato tubo di uscita. Gli attacchi 24 e 26 sono parzialmente inseriti in rispettive sedi 68 e 70 del corpo pompa 12 e fra ciascun attacco 24, 26 e la rispettiva sede 68, 70 ? montata una guarnizione di tenuta 72 (nelle figure 10 e 11 ? mostrata solo quella associata all'attacco di uscita 26). Come mostrato in figura 11, ciascuna guarnizione 72 ha un profilo tale da lambire almeno un lato di ciascuna delle aperture 64 e 66, in modo da evitare, o quanto meno ridurre al minimo, eventuali ristagni di liquido nelle sedi 68 e 70 intorno alle aperture 64 e 66. Nella forma di realizzazione qui proposta ? prevista un'unica guarnizione di tenuta 72 che circonda entrambe le aperture d'ingresso 64, come pure un'unica guarnizione di tenuta 72 che circonda entrambe le aperture di uscita 66, ma potrebbero anche essere previste pi? guarnizioni di tenuta, una per ciascuna apertura d'ingresso e una per ciascuna apertura di uscita, nel qual caso ciascuna guarnizione avrebbe vantaggiosamente un profilo corrispondente a quello della rispettiva apertura.

Come si evince dalla descrizione sopra fornita, una pompa secondo il presente trovato garantisce la possibilit? di sanificare correttamente la camera di lavoro garantendo che il liquido igienizzante lambisca la guarnizione di tenuta frontale lungo tutto il suo perimetro.

Il presente trovato ? stato qui descritto con riferimento a una sua forma preferita di realizzazione. ? da intendersi che possono essere previste altre forme di realizzazione che condividono con quella qui descritta il medesimo nucleo inventivo, come definito dall'ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims (5)

RIVENDICAZIONI

1. Pompa (10) comprendente

- un corpo pompa (12) definente al suo interno una camera di lavoro (14),

- una girante (16) accolta nella camera di lavoro (14),

- un albero (18) che ? montato girevole intorno a un asse di rotazione (x) e su cui la girante (16) ? montata in modo solidale a rotazione,

- un coperchio (22) fissato sul lato anteriore del corpo pompa (12) per chiudere la camera di lavoro (14), e

- una guarnizione di tenuta frontale (46) interposta fra una faccia frontale (12a) del corpo pompa (12) e una faccia interna (22a) del coperchio (22),

in cui la camera di lavoro (14) ? delimitata radialmente da una superficie laterale (30) avente un profilo (30a, 30b, 30c, 30d) a raggio variabile rispetto a detto asse di rotazione (x), e

in cui la girante (16) comprende una pluralit? di alette (36) elasticamente flessibili configurate per flettersi e distendersi alternativamente per effetto della cooperazione con la superficie laterale (30) della camera di lavoro (14) quando la girante (16) ? posta in rotazione dall'albero (18) intorno a detto asse di rotazione (x),

caratterizzata

dal fatto che la guarnizione di tenuta frontale (46) presenta un profilo (46a, 46b, 46c, 46d) a raggio variabile di forma corrispondente a quello (30a, 30b, 30c, 30d) della superficie laterale (30) della camera di lavoro (14).

2. Pompa secondo la rivendicazione 1, in cui il profilo (30a, 30b, 30c, 30d) della superficie laterale (30) della camera di lavoro (14), nonch? il profilo (46a, 46b, 46c, 46d) della guarnizione di tenuta frontale (46), sono di forma simmetrica rispetto a un asse, in particolare rispetto a un asse verticale passante per detto asse di rotazione (x).

3. Pompa secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui il profilo (30a, 30b, 30c, 30d) della superficie laterale (30) della camera di lavoro (14), nonch? il profilo (46a, 46b, 46c, 46d) della guarnizione di tenuta frontale (46), formano un primo tratto (30a; 46a) ad arco di circonferenza, un secondo tratto (30b; 46b) ad arco di circonferenza concentrico con detto primo tratto (30a; 46a) ma avente un raggio minore di quello di detto primo tratto (30a; 46a), e una coppia di tratti di raccordo (30c; 46c) che raccordano detto primo tratto (30a; 46a) a detto secondo tratto (30b; 46b).

4. Pompa secondo la rivendicazione 3, in cui detti tratti di raccordo (30c; 46c) del profilo (30a, 30b, 30c, 30d) della superficie laterale (30) della camera di lavoro (14), nonch? il profilo (46a, 46b, 46c, 46d) della guarnizione di tenuta frontale (46) formano ciascuno un rispettivo punto angoloso (30d; 46d) con detto secondo tratto (30b; 46b).

5. Gruppo pompa comprendente una pompa (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti e un motore (20), in particolare un motore elettrico, operativamente connesso all'albero (18) per comandare il movimento di rotazione dell'albero (18) intorno all'asse di rotazione (x).