IT202100017243A1 - Rotore per una pompa a palette e una pompa a palette - Google Patents

Rotore per una pompa a palette e una pompa a palette Download PDF

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Edward Rejman
Pawel Balon
Bartlomiej Kielbasa
Robert Smusz
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Zakl Produkcyjno Uslugowy Miroslaw Pogoda
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Description

Rotore per una pompa a palette e una pompa a palette Ambito tecnico
L'invenzione riguarda il campo delle pompe a palette per aumentare la pressione di liquidi, in particolare come carburante, olio o acqua. Pi? in particolare, l'invenzione riguarda i rotori delle pompe e le tematiche relative all'usura dei rotori, che ? di particolare importanza per le pompe a palette operanti in pompe ad iniezione, funzionanti ad es. come parte dei motori diesel.
Stato della tecnica
Oggigiorno le pompe a palette sono spesso utilizzate come componente delle pompe di iniezione del distributore utilizzate nei motori diesel, in particolare le pompe di iniezione utilizzate per alimentare motori diesel a 2, 3, 4 e 6 cilindri e potenza motore da 7,5 a 40 kW/cilindro a pressioni di iniezione fino a 150 MPa. Le pompe a palette sono anche note per essere utilizzate come pompe di iniezione nei motori dei veicoli pesanti e nelle attrezzature speciali, in particolare per motori a 6, 8 e 12 cilindri con una potenza del motore da 60 HP/cilindro a 130 HP/cilindro, cio? veicoli per macchine edili, ad es. scavatori, generatori di corrente o veicoli speciali.
In molti casi, una pompa a palette mostra un'usura eccessiva rispetto al resto dei componenti della pompa di iniezione, derivante da un carico significativo sulle coppie cinematiche che lavorano insieme, in particolare lame e anelli di tenuta laterali.
Il documento brevettuale US6895855B2 descrive una pompa a palette con una durata prolungata delle superfici di contatto applicando una tecnica di trattamento superficiale ingegnerizzata. I trattamenti superficiali progettati sono selezionati tra le modifiche della struttura e i rivestimenti tribologici e vengono applicati selettivamente a una o entrambe le superfici di contatto per ridurre l'attrito e migliorare la durata a fatica in condizioni di scarsa lubrificazione.
La domanda di brevetto EP2678546A4 si riferisce a tecniche di riduzione dell'attrito tra superfici mobili di, ad esempio, un motore a combustione interna. La riduzione dell'attrito si ottiene aggiungendo modifiche della struttura alle superfici che sono in contatto l'una con l'altra. Modifiche alla struttura che riducono l'attrito secondo l'invenzione includono rientranze di diverse geometrie e profondit? sulla superficie degli elementi. La presente invenzione riguarda anche una tecnica di fabbricazione per l'applicazione di strutture su superfici.
L'utilizzo di pompe a palette progettate secondo i metodi presentati nella tecnica nota, crea la necessit? di frequenti sostituzioni di componenti a causa dei problemi di usura causati dall'attrito tra le superfici di contatto. Durante l'avviamento e l'arresto dei meccanismi, le condizioni di lavoro sono notevolmente peggiorate, in particolare la lubrificazione. Ci? provoca l'aumento delle forze di pressione, peggiori condizioni di lubrificazione e le superfici di lavoro a contatto tra loro causano una notevole usura e un'elevata resistenza al movimento.
Descrizione dell?invenzione
Scopo dell'invenzione ? migliorare le condizioni di tenuta e ridurre l'usura delle superfici degli elementi a contatto per attrito tra loro, in particolare del rotore, che si tradurr? in una maggiore durata di detta parte e in minori rotture delle pompe a palette.
L'oggetto dell'invenzione ? un rotore per una pompa a palette, che ha la forma di una piastra circolare, che ha una superficie laterale superiore sostanzialmente piatta e una superficie laterale inferiore piana, una superficie frontale, e il bordo della superficie laterale definente la forma esterna delle superfici laterali superiore e inferiore, avente scanalature uniformemente distribuite lungo la circonferenza utilizzata per posizionare le palette in esse, e avente un'apertura centrale per l'azionamento del rotore, caratterizzata dal fatto che su ciascuna delle superfici laterali superiore e inferiore ? presente una tasca di lubrificazione o pi? tasche di lubrificazione, in cui una o pi? tasche di lubrificazione sono disposte attorno a un'apertura centrale nel rotore in modo tale che ciascun raggio definito dal centro della piastra del rotore al bordo laterale intersechi almeno una volta la tasca di lubrificazione o una delle tasche di lubrificazione.
Preferibilmente, la tasca di lubrificazione ha la forma di una rientranza superficiale con una sezione trasversale di un triangolo isoscele con l'apice di questo triangolo rivolto verso l'interno della piastra del rotore.
Preferibilmente, il triangolo isoscele ha un angolo al vertice di 120?.
Preferibilmente, la profondit? della tasca di lubrificazione ? pari a h ed ? compresa tra 20 e 30 micrometri.
Secondo una prima forma di realizzazione, il rotore presenta almeno due tasche di lubrificazione, disposte a distanze diverse dal centro della piastra del rotore.
Preferibilmente, il rotore ha due tasche di lubrificazione continua.
Preferibilmente, le tasche di lubrificazione si estendono sostanzialmente parallele al bordo laterale del rotore.
Preferibilmente, le tasche di lubrificazione sulla superficie della piastra del rotore sono separate da una distanza t nell'intervallo da 20*h a 30*h.
Secondo una seconda forma di realizzazione, il rotore ha tasche di lubrificazione che si trovano sulle superfici laterali superiore e inferiore della piastra del rotore in due file lungo segmenti di due cerchi concentrici.
Preferibilmente, i segmenti di cerchio che definiscono le singole tasche di lubrificazione hanno una lunghezza l corrispondente ad un angolo al centro compreso tra 10? e 20?, e la distanza x tra i centri delle tasche di lubrificazione adiacenti in una data fila ? all'interno di un angolo al centro compreso tra 10 ? a 20?.
Preferibilmente, sulla superficie della piastra del rotore, le tasche di lubrificazione sono distanziate radialmente di una distanza t compresa tra 20*h e 30*h.
Preferibilmente, le superfici laterali superiore e inferiore della piastra del rotore sono rivestite utilizzando un metodo di rivestimento PVD o CVD, in particolare con un rivestimento di tipo diamante.
L'invenzione riguarda anche una pompa a palette, caratterizzata dal fatto di essere dotata di un rotore secondo l'invenzione.
Effetti vantaggiosi
Utilizzando il rotore della pompa a palette secondo l'invenzione si migliorano le propriet? di tenuta della pompa e si riduce il coefficiente di attrito. Grazie a ci?, la durata ? aumentata e le caratteristiche della pompa idraulica a palette sono migliorate, il che influisce in modo significativo sulla durata dell'intero dispositivo. Inoltre, grazie alla soluzione presentata, non si verificano fenomeni di cavitazione sul lato aspirazione della pompa.
Breve descrizione dei disegni
L'invenzione verr? ora presentata pi? in dettaglio con riferimento al disegno allegato, dove:
La Fig.1 mostra una vista in sezione trasversale di una pompa a palette nota dallo stato della tecnica.
La Fig.2 mostra una vista dall'alto di un rotore 5 di una pompa a palette secondo una prima forma di realizzazione preferita dell'invenzione.
La Fig. 3 mostra una vista in sezione trasversale A-A di una scanalatura 9 della tasca di lubrificazione secondo la prima forma di realizzazione preferita dell'invenzione.
La Fig. 4 mostra una sezione trasversale D-D di una scanalatura 9 della tasca di lubrificazione secondo la seconda forma di realizzazione preferita dell'invenzione.
Descrizione dettagliata delle forme realizzative preferite dell'invenzione Una pompa a palette nota dalla descrizione dello stato della tecnica e tipicamente utilizzata nell'industria ? mostrata in Fig. 1. La pompa comprende un corpo 2, il quale corpo 2 ? a contatto con la piastra intermedia 8. Un anello 3 decentrato ? attaccato alla piastra intermedia 8, nella quale si trova il rotore 5 della pompa. Il rotore 5 della pompa ha delle fessure in cui sono posizionate le palette, adiacenti alla superficie dell'anello 3 e premute su di esso con una molla 7. Tutte le parti sono chiuse con un coperchio 4, che ? a contatto con il rotore 5 della pompa ed ? attaccato all?alloggiamento con connettori 1. Le propriet? di tenuta della pompa a palette dipendono dalle tolleranze delle dimensioni lineari del rotore 5 e dell'anello decentrato 3, e quindi dal gioco tra il rotore 5 e il coperchio 4 e la piastra intermedia 8. Detto gioco dipende anche dalla rigidezza dei coperchi avvitati 6 e 7. Buone propriet? di tenuta sono assicurate con l'ausilio di un film d'olio formato tra le superfici piane adiacenti.
Uno dei pi? esposti all'usura e che ha un impatto significativo sulle propriet? di tenuta dell'intera struttura ? il rotore 5 della pompa a palette.
Il rotore 5, secondo l'invenzione, ? conformato come una piastra circolare, che presenta superfici laterali - superiore e inferiore - sostanzialmente piane, una superficie frontale, ed un bordo della superficie laterale che definisce la forma esterna delle superfici laterali. Il rotore 5 ha inoltre distribuito uniformemente lungo l'intera circonferenza delle tasche, che servono per posizionare in esse le palette. Il rotore 5 presenta un'apertura centrale per il posizionamento del perno dell'albero che aziona il rotore 5 della pompa.
Il rotore 5 ha su ciascuna delle sue superfici laterali superiore e inferiore una tasca di lubrificazione 9 o un numero di tasche di lubrificazione 9 che si estendono attorno all'apertura centrale nel rotore 5 in modo tale che ciascun raggio definito dal centro della piastra del rotore 5 al bordo laterale intersechi almeno una volta la tasca di lubrificazione 9 o una delle tasche di lubrificazione 9.
Preferibilmente, ciascuna tasca di lubrificazione 9 ha la forma di un incavo superficiale punzonato con una sezione trasversale a triangolo isoscele, il cui apice ? rivolto verso l'interno nella piastra del rotore 5 e l'angolo al vertice del triangolo isoscele ? pari a 120?. La profondit? h della tasca di lubrificazione 9 ? compresa tra 20 e 30 micrometri.
Il rotore 5 di una pompa a palette secondo una prima forma di realizzazione preferita dell'invenzione ? mostrato in dettaglio in Fig.2.
Il rotore 5, secondo la prima forma di realizzazione preferita dell'invenzione, presenta preferibilmente due tasche di lubrificazione continue 9 distanziate tra loro di una distanza t, il cui valore ? correlato alla profondit? delle tasche di lubrificazione 9 ed ? compreso tra 20*h e 30*h. Le tasche di lubrificazione 9 sono generalmente disposte lungo il bordo laterale del rotore 5 e ad una certa distanza da esso, e i punti in cui la linea delle tasche di lubrificazione 9 si snoda ? arrotondata (vedi Fig.2).
Il rotore 5 della pompa a palette secondo la seconda forma di realizzazione preferita dell'invenzione ? illustrato in dettaglio in Fig.4.
Il rotore 5 presenta tasche di lubrificazione 9 sulle superfici laterali superiore e inferiore del rotore 5, disposte su due file lungo i segmenti di due cerchi concentrici.
Preferibilmente, la distanza angolare tra i centri delle sacche di lubrificazione adiacenti 9 ? compresa tra 10? e 20?, e le lunghezze I delle tasche di lubrificazione 9 corrispondono ad un angolo al centro compreso tra 10? e 20?. La distanza x tra i singoli centri delle tasche di lubrificazione adiacenti 9 ? nell'intervallo da 10? a 20?, in cui la distanza data ? conservata per tutte le tasche di lubrificazione adiacenti 9.
Preferibilmente, ciascuna tasca di lubrificazione 9 secondo la prima e la seconda forma di realizzazione dell'invenzione ? stata realizzata con l'utilizzo del processo di formatura su una macchina CNC utilizzando un utensile speciale. Tuttavia, il metodo per realizzare la scanalatura non ? limitato solo al metodo CNC. Pu? essere realizzato con qualsiasi altro metodo mantenendo le proporzioni appropriate.
Preferibilmente, le superfici laterali superiore e inferiore del rotore 5 sono ricoperte con un rivestimento PVD o CVD. Il rivestimento applicato con tali metodi ? resistente all'usura. Preferibilmente, le superfici sono ricoperte da un rivestimento DLC (Diamond-Like-Carbon) di tipo diamante. Le temperature di applicazione del rivestimento DLC sono inferiori a 250 ?C, il che aiuta a prevenire che il pezzo perda le propriet? di durezza e resistenza.

Claims (10)

Rivendicazioni
1. Rotore (5) per una pompa a palette,
avente la forma di una piastra circolare, che ha una superficie laterale superiore sostanzialmente piatta e una superficie laterale inferiore piatta, una superficie frontale, e il bordo della superficie laterale definente la forma esterna delle superfici laterali superiore e inferiore,
avendo fessure uniformemente distribuite lungo la circonferenza utilizzate per posizionare alette in esse,
e avendo un'apertura centrale,
caratterizzato dal fatto che su ciascuna delle superfici laterali superiore e inferiore ? presente una tasca di lubrificazione (9) o pi? tasche di lubrificazione (9),
in cui una o pi? tasche di lubrificazione (9) sono disposte attorno all'apertura centrale nel rotore (5) in modo tale che ciascun raggio definito dal centro della piastra del rotore (5) al bordo laterale intersechi almeno una volta la tasca di lubrificazione (9) o una delle tasche di lubrificazione (9).
2. Rotore (5) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la tasca di lubrificazione (9) ha la forma di un recesso superficiale con una sezione trasversale di un triangolo isoscele con l'apice di questo triangolo rivolto verso l'interno della piastra del rotore (5), in cui preferibilmente il triangolo isoscele ha un angolo al vertice di 120?.
3. Rotore (5) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la profondit? della tasca di lubrificazione (9) ? pari a h ed ? compresa tra 20 e 30 micrometri.
4. Rotore (5) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di presentare almeno due tasche di lubrificazione (9), disposte a distanze diverse dal centro della piastra del rotore (5), in cui il rotore (5) ha preferibilmente due tasche di lubrificazione continue (9).
5. Rotore (5) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che le tasche di lubrificazione (9) si estendono sostanzialmente parallele al bordo laterale del rotore (5).
6. Rotore (5) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che le tasche di lubrificazione (9) sulla superficie della piastra del rotore (5) sono separate da una distanza t nell'intervallo da 20*h a 30*h.
7. Rotore (5) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto di presentare tasche di lubrificazione (9) che sono disposte sulle superfici laterali superiore e inferiore della piastra del rotore (5) in due file lungo segmenti di due cerchi concentrici.
8. Rotore (5) secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che i segmenti di cerchio definenti le singole tasche di lubrificazione (9) hanno una lunghezza l corrispondente ad un angolo al centro compreso tra 10? e 20?, e la distanza x tra i centri di tasche di lubrificazione (9) adiacenti in una data fila si trova entro un angolo al centro compreso tra 10? e 20?.
9. Rotore (5) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che sulla superficie della piastra del rotore (5), le tasche di lubrificazione (9) sono distanziate radialmente di una distanza t compresa tra 20*h e 30*h, in cui le superfici laterali superiore e inferiore della piastra del rotore (5) sono preferibilmente rivestite utilizzando un metodo di rivestimento PVD o CVD, in particolare con un rivestimento di tipo diamante.
10. Pompa a palette dotata di rotore (5) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 1 a 19.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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