IT202100026243A1 - Pompa a vuoto autofiltrante a massa di liquido premente. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

?POMPA A VUOTO AUTOFILTRANTE A MASSA DI LIQUIDO PREMENTE?

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una pompa a voto, in particolare una pompa atta ad aspirare gas da un ingresso e mandarlo in uscita per creare e mantenere vuoto.

Nel mercato attuale le pompe a vuoto pi? commercializzate e pi? utilizzate sono le pompe ad anello liquido. Le pompe ad anello liquido comprendono un vano di contenimento all?interno del quale ruota una girante a pale radiali. Il moto della girante attorno al proprio asse genera uno strato di liquido, il cosiddetto anello liquido, che spinge sulla parete laterale del vano di contenimento. La girante ? posizionata in una posizione decentrata rispetto al centro del vano di contenimento e ci? permette di generare, durante la rotazione della girante, una pluralit? di camere di volume variabile, delimitate internamente da un mozzo della girante, lateralmente dalle pale ed esternamente dall?anello liquido, in cui il gas passa e si comprime.

Tali pompe ad anello di liquido hanno inconvenienti. Il liquido che permette di generare l?anello liquido all?interno della pompa deve essere fornito in continuo in modo tale che sia sempre mantenuto allo stesso livello, inoltre deve essere sempre raffreddato, pulito e privo di parti solide in sospensione. Pertanto tale liquido deve essere continuamente controllato, reintegrato e rinfrescato (con opportuni scambiatori di calore o con mandata diretta e scarico di acqua). Inoltre tali pompe sono soggette a cavitazione, hanno una struttura pesante, complessa, con notevoli attriti meccanici che genarono rumore. Pertanto tali pompe necessitano di frequenti controlli, manutenzione e sostituzione periodica dei componenti.

Scopo della presente invenzione ? di eliminare gli inconvenienti della tecnica, nota fornendo una pompa a vuoto che sia efficiente, efficace, versatile, economica e di semplice realizzazione.

Altro scopo ? di fornire una tale pompa a vuoto che sia affidabile, compatta, poco ingombrante e silenziosa.

Questi scopi sono raggiunti in accordo all?invenzione con le caratteristiche delle annesse rivendicazioni indipendenti.

Realizzazioni vantaggiose dell?invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Ulteriori caratteristiche dell?invenzione appariranno pi? chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a sue forme di realizzazione puramente esemplificative e quindi non limitative, illustrate nei disegni annessi, in cui:

la Fig. 1 ? una vista in prospettiva, illustrate in esploso i vari compenti della pompa a vuoto secondo l?invenzione;

la Fig. 2 ? una vista in prospettiva della pompa a vuoto di Fig. 1 assemblata;

la Fig. 3 ? una vista in sezione assiale della pompa a vuoto di Fig. 2;

la Fig. 4 ? una vista in sezione lungo il piano di sezione orizzontale IV-IV di Fig. 2;

la Fig. 5 ? una vista in prospettiva, parzialmente sezionata della pompa a vuoto di Fig. 2;

la Fig. 6 di una girante della pompa a vuoto di Fig. 2; le Fig. 7 ? una vista in pianta dall?alto della girante di Fig. 6;

la Fig. 8 ? una vista in sezione della girante, secondo il piano di sezione orizzontale VIII-VIII di Fig. 6;

la Fig. 9 ? una vista in sezione assiale, come Fig. 3, illustrante la pompa a vuoto, a motore fermo, con il liquido a livello minimo;

Fig. 10 ? una vista in sezione assiale, come Fig. 9, ma durante il fuzionamento della pompa, con condotto di aspirazione e mandata aperti, illustrante il flusso di gas dall?aspirazione alla mandata;

la Fig. 10A ? un particolare ingrandito di Fig. 10;

la Fig. 11 ? una vista in sezione presa lungo il piano di sezione orizzontale XI-XI di Fig. 10, illustrante il flusso di fluido (liquido e gas) entro il corpo di contenimento della pompa; la Fig. 12 ? una vista in sezione assiale della pompa a vuoto illustrante un serbatoio di accumulo collegato al condotto di aspirazione e una valvola di regolazione flusso disposto a monte del serbatoio di accumulo;

la Fig. 13 ? una vista in sezione presa lungo il piano di sezione orizzontale XIII-XIII di Fig. 12, illustrante il flusso di fluido (liquido e gas) entro il corpo di contenimento della pompa;

la Fig. 14 ? una vista in prospettiva, illustrante in esploso i vari compenti di una seconda forma di realizzazione della pompa a vuoto secondo l?invenzione;

la Fig. 15 ? una vista in prospettiva della pompa a vuoto di Fig. 14 assemblata;

la Fig. 16 ? una vista in prospettiva, parzialmente sezionata della pompa a vuoto di Fig. 15;

la Fig. 17 ? una vista in prospettiva, sezionata assialmente illustrante in esploso tre componenti della pompa di Fig. 14; la Fig. 18 ? una vista in sezione assiale della pompa a vuoto di Fig. 15 indicante il flusso di gas al condotto di aspirazione al condotto di mandata;

la Fig. 18A ? un particolare ingrandito racchiuso nel cerchio A di Fig. 18, illustrante anche il flusso di liquido; la Fig. 19 ? una vista in prospettiva di una terza forma di realizzazione della pompa a vuoto secondo l?invenzione;

la Fig. 20 ? una vista in sezione assiale della pompa a vuoto di Fig. 19;

la Fig. 21 ? una vista in sezione assiale ed in esploso di tre elementi della pompa a vuoto di Fig. 20;

la Fig. 22 ? una vista in prospettiva di una seconda forma di realizzazione di una girante della pompa a vuoto secondo l?invenzione;

le Figg. 23 e 24 sono viste in pianta dall?alto e dal basso della girante di Fig. 22;

la Fig. 25 ? una vista in prospettiva di una seconda forma di realizzazione di un graticcio della pompa a vuoto secondo l?invenzione;

la Fig. 26 ? una vista in sezione assiale del graticcio di Fig. 25;

la Fig. 27 ? una vista in sezione del graticcio lungo il piano di sezione orizzontale XXVII-XXVII di Fig. 25;

la Fig. 27A ? un particolare ingrandito racchiuso nel cerchiamo A di Fig. 27;

la Fig. 28 ? una vista in prospettiva di un elemento aggiuntivo da applicare alla girante;

la Fig. 29 ? una vista in prospettiva illustrante l?elemento aggiuntivo di Fig. 27 collegato alla girante di Fig. 6;

la Fig. 30 ? una vista in prospettiva illustrante una terza forma di realizzazione della girante;

la Fig. 31 ? una vista in sezione presa lungo il piano di sezione orizzontale XXXI-XXXI di Fig. 30.

Con l?ausilio delle Figg. da 1 a 13 viene descritta una prima forma di realizzazione di una pompa a vuoto, secondo l?invenzione, indicata complessivamente con il numero di riferimento 100.

Per ora con riferimento alle Figg. 1-5, la pompa a vuoto (100) comprende corpo di contenimento (1) che definisce un vano di contenimento (10). Il corpo di contenimento (1) ha una forma troncoconica aperta superiormente, con diametro crescente andando da una parete di fondo (15) ad un bordo superiore (16).

Un condotto d?ingresso (11) e un condotto di uscita (12) sono collegati al corpo di contenimento (1) in posizioni diametralmente opposte, per l?ingresso e l?uscita di un liquido che deve riempiere parzialmente il vano di contenimento (10).

Una girante (2) ? disposta girevole entro il vano di contenimento (10), in una posizione eccentrica rispetto ad un asse (Y?) del vano di contenimento. La girante (2) ? collegata assialmente ad un albero (20) collegato ad un attacco (21) destinato ad essere collegato ad un motore elettrico (M) (Fig. 2) per la rotazione della girante (2). In questo modo la girante (2) pu? ruotare attorno ad un asse (Y) dell?albero (20) che ? distanziato rispetto all?asse (Y?) del vano di contenimento (10).

Un graticcio (9) ? disposto nella camera cilindrica (10) attorno alla girante (2). Il graticcio (9) ha una forma cilindrica ed ? sposto concentrico alla girante (2).

Il graticcio (9) comprende un primo cilindro (3) disposto attorno alla girante (2) e un secondo cilindro (4) disposto attorno al primo cilindro (3). I cilindri (3, 4) sono provvisti di rispettive fessure (30, 40) per il passaggio di liquido.

Il graticcio (9) comprende una flangia (90) di forma anulare disposta sui due cilindri (3, 4) in modo da bloccarli saldamente in posizione. Un dispositivo di chiusura (106) viene montato sulla flangia (90) del graticcio.

Il dispositivo di chiusura (106) comprende una piastra di chiusura (60) fissata sulla flangia (90), in modo da definire una camera di aspirazione (Ca) al disotto della piastra di chiusura (60).

La piastra di chiusura (60) ha un foro centrale (61) attraversato dall?albero (20) della girante. Un condotto di raccordo (62) sporge superiormente dalla piastra di chiusura, in posizione periferica, in modo da comunicare con la camera di aspirazione (Ca).

Un coperchio (7), a forma di piastra discoidale, ? fissato a tenuta al contenitore (1) per chiudere il vano di contenimento (10). Un anello di tenuta o guarnizione (70) ? interposto tra il bordo superiore (16) del contenitore (1) e il coperchio (7).

Gambe (63) a forma di aste cilindriche fissano la piastra di chiusura (60) al coperchio (7), in modo da evitare qualsiasi movimento del graticcio (9).

Un condotto di aspirazione (71) ed un condotto di mandata (72) sono montati perifericamente sul coperchio (7), in posizioni diametralmente opposte, per l?aspirazione e la mandata di un gas, quale ad esempio aria.

Il coperchio (7) ha un foro (73) attraverso il quale passa l?albero (20) della girante.

Il condotto di aspirazione (71) ? collegato al condotto di raccordo (62) della piastra di chiusura (60). In questo modo il condotto di aspirazione (71) comunica direttamente con la camera di aspirazione (Ca) sotto la piastra di chiusura (60). Quindi la funzione del dispositivo di chiusura (106) ? quella di definire la camera di aspirazione (Ca) comunicante con il condotto di aspirazione (71) per convogliare il gas direttamente verso la girante (2).

Il condotto di mandata (72) invece comunica con una camera di espulsione (Ce) che si trova tra il pelo libero del liquido entro il vano di contenimento (10) e il coperchio (7).

Una piastra di supporto (8) di forma discoidale ? montata al di sopra del coperchio (7) mediante gambe (80) a forma di aste cilindriche. A tale scopo, nel coperchio (7) ci sono boccole (75) nelle quali sono avvitate le gambe (63) della piastra di chiusura (60) e le gambe (80) della piastra di supporto (8).

La piastra di supporto (8) ha un codolo (81) nel quale sono montati supporti o cuscinetti (82) che supportano girevolmente l?albero (20) della girante.

Con riferimento alle Figg. 6-8, la girante (2) comprende una piastra discoidale (23) avente un foro centrale (24) in cui viene calettato l?albero (20). Una pluralit? di fessure (25) a forma di spicchio di luna, sono ricavate nella piastra discoidale (23) secondo una configurazione a girandola.

Un codolo cilindrico (26) sporge inferiormente e assialmente dalla piastra discoidale (23) attorno al foro centrale (24). Una pluralit? di pale (28) di forma curva, sono disposte sotto alla piastra discoidale (23), attorno al codolo cilindrico. Le pale (28) hanno forma di spicchi di luna, sono disposte in una configurazione a girandola e definiscono tra loro intercapedini (27) comunicanti con le fessure (25).

Con riferimento a Fig. 3, sono indicati tre livelli di liquido: un livello minimo (L1), un livello intermedio (L2) ed un livello massimo (L3). In ogni caso, i tre livelli di liquido (L1, L2, L3) sono al di sopra della girante (2) e del graticcio (9).

In seguito con riferimento alle Figg. 9-13, viene descritto il funzionamento della pompa a vuoto (100).

Con riferimento a Fig. 9, quando la pompa ? a motore fermo, cio? la girante (2) ? ferma, nel vano di contenimento (10) del corpo di contenimento c?? un liquido (Li) (illustrato con esagoni) che ha un pelo libero (P) al livello minimo (L1). In ogni caso, il pelo libero (P) ? al disopra della piastra di chiusura (60) e la girante (2) e il graticcio (9) sono totalmente immersi nel liquido (Li). La camera di aspirazione (Ca) sotto la piastra di chiusura (60) ? riempita di liquido (Li).

Con riferimento a Fig. 10, il condotto di aspirazione (71) e il condotto di mandata (72) sono aperti e la girante (2) inizia a girare. Come risultato, per effetto centrifugo della girante (2), viene aspirato gas (G) (schematizzato con frecce) dal condotto di aspirazione (71). Il gas (G) passa nel condotto di raccordo (62), arriva sotto la piastra di chiusura (60) del dispositivo di chiusura, attraversa la camera di aspirazione (Ca), entra in una direzione sostanzialmente assiale nelle fessure (25) della girante ed esce in una direzione sostanzialmente radiale o tangenziale dalle intercapedini (27) della girante. Il liquido (Li) viene spinto dalla girante (2) e dal gas (G) aspirato, uscendo dalla camera di aspirazione (Ca) e dalle intercapedini (27) della girante; lo svuotamento della camera di aspirazione (Ca) provoca un sollevamento del pelo libero (P) del liquido che sale al livello massimo (L3).

In questo modo, sotto alla piastra di chiusura (60) si crea la camera di aspirazione (Ca) in cui viene aspirato gas (G).

Il gas (G) attraversa il liquido (Li) e passa attraverso il graticcio (9) per uscire al di sopra del pelo libero (P) del liquido nella camera di espulsione (Ce) tra il pelo libero (P) del liquido e il coperchio (7). Quindi il gas (G) dalla camera di espulsione (Ce) esce attraverso il condotto di mandata (72).

Con rifermento a Fig. 10A, bisogna notare che il coperchio (7) ha un codolo (77) che sporge inferiormente, disposto attorno all?albero (20) della girante. Tra l?albero (20) e il codolo (77) c?? un?intercapedine (78). Il codolo (77) ? parzialmente immerso nel liquido (L1) anche quando il pelo libero (P) del liquido (L) ? al livello minimo (L1). In questo modo il liquido (Li) funge da mezzo di tenuta per l?intercapedine (78) del codolo, evitando che il gas (G) dalla camera di espulsione (Ce) esca all?esterno attraverso l?intercapedine (78) del codolo (77) del coperchio.

Inoltre, la piastra di chiusura (60) ha un codolo (67) che sporge inferiormente, disposto attorno all?albero (20) della girante. Tra l?albero (20) e il codolo (67) della piastra di chiusura (60) c?? un?intercapedine (68) che viene riempita con liquido in compressione (Lc) (schematizzato con esagoni pi? piccoli rispetto a quelli del liquido (Li) che ? in espansione). Infatti il liquido in compressione (Lc) ? stato compresso dal gas aspirato dalla girante.

Il liquido in compressione (Lc) entro il codolo (67) della piastra di chiusura funge da mezzo di tenuta, per assicurare una tenuta tra la camera di aspirazione (Ca) e la camera di espulsione (Ce).

Pertanto la pompa a vuoto (100) pu? funzionare senza alcun mezzo meccanico di tenuta che isoli la camera di aspirazione (Ca) dalla camera di espulsione (Ce), o che isoli la camera di espulsione (Ce) dall?esterno. Il liquido stesso funge da mezzo di tenuta.

La Fig. 11 illustra il flusso del gas (G) che esce dalle intercapedini (27) della girante e il flusso di fluido (F) (liquido (Li) e gas (G)) che attraversa il graticcio (9) per disporsi perifericamente nel vano di contenimento (10). In tale figura, ? mostra a tratteggio, una porzione di gas (G1) tra due pale (28) della girante.

Durante la rotazione della girante (2), il gas (G) aspirato si distribuisce nelle intercapedini (27) tra due pale della girante e viene compresso dalle pale (28) sulla massa di liquido (Li). Il fluido (F) (liquido gas) viene compresso sul graticcio (9) indispensabile per creare una barriera per il contenimento e la compressione del fluido all'uscita dalle pale.

In questa fase, le pale (28) non trasportano notevoli porzioni di fluido, si limitano a respingere il fluido e solo per attrito imprimono ad esso una rotazione centrifuga. Come risultato il fluido impatta in modo trasversale (non radiale) sulle aperture (30, 40) dei cilindri del graticcio, consentendo un fine sfaldamento del gas (G) entro il liquido e una massima interazione del liquido (Li) con ogni genere di particelle inquinanti contenute nel gas (G). Quindi il liquido (Li) funge da filtro per particelle inquinanti contenute nel gas (G). un graticcio comprendente una pluralit? di cilindrici con fessure disposti in modo concentrico alla girante (2) migliora l'abbattimento di particolati e inquinanti nel gas (G).

La pressione centrifuga impressa dalle pale (28) della girante in una direzione tangenziale alle pale ? costante soprattutto per il lavoro e gli effetti di contenimento del graticcio (9). Il graticcio (9) inoltre ? utile per evitare che tale massa di fluido venga allontanata dalla girante (2) solo verso una parte laterale del corpo di contenimento (1), perdendo contatto con le pale (28) e poi tale massa fluida ritorni verso la girante (2) con un effetto alternate che inevitabilmente darebbe origine a reflussi di gas (G) pompati fino al condotto di aspirazione (71). Tale effetto alternate appena descritto ? ridotto anche dalla forma tronco conica del corpo di contenimento (1), che favorisce e mantiene un?espansione pi? stabile del fluido.

Se il condotto di aspirazione (71) ? mantenuto aperto, durante il funzionamento, il liquido (Li) arriva al livello massimo (L3), e si espande diminuendo la sua densit?. Inoltre diminuisce la pressione del liquido sulle pale (28) della girante. Questi effetti favoriscono una notevole portata di gas (G) aspirato, senza originare reflussi verso il condotto di aspirazione (71).

Pertanto, con un?adeguata massa di liquido (Li) ed una adeguata girante (2), la pompa a vuoto (100) pu? aspirare, filtrare e condensare efficientemente anche notevoli portate di gas, quale ad esempio aria carica di particolati inquinanti e/o vapori.

La Fig. 12 illustra un serbatoio di accumulo (Sa) collegato al condotto di aspirazione (71) e una valvola di regolazione flusso (Vr) disposta a monte del serbatoio di accumulo (Sa), per che regolare il flusso di gas (G) dall?esterno al serbatoio di accumulo (Sa).

Con riferimento alle Figg. 12, 13 viene descritto un funzionamento della pompa a vuoto (100).

Inizialmente la valvola di regolazione flusso (Vr) ? chiusa e il serbatoio di accumulo (Sa) ? al minimo grado di vuoto (minima pressione negativa). Poi man mano che la granate (2) inizia a girare, c?? un graduale aumento del grado di vuoto nel serbatoio di accumulo (Sa) proporzionale all?aumento di velocit? della girante, fino alla velocit? massima impostata.

Quando la valvola di regolazione flusso (Vr) ? chiusa ed il serbatoio di accumulo (Sa) ? al minimo grado di vuoto, il gas (G) (schematizzato con frecce) viene aspirato dal condotto di aspirazione (71); passa nel condotto di raccordo (62), arriva sotto la piastra di chiusura (60) nella camera di aspirazione (Ca), entra nelle fessure (25) della girante ed esce in dalle intercapedini (27) della girante. Sotto alla piastra di chiusura (60) si crea la camera di aspirazione (Ca) in cui viene aspirato gas (G). Il gas (G) attraversa il liquido (Li) e passa attraverso il graticcio (9) per uscire al di sopra del pelo libero (P) del liquido nella camera di espulsione (Ce) tra il pelo libero (P) del liquido e il coperchio (7). Quindi il gas (G) dalla camera di espulsione (Ce) esce attraverso il condotto di mandata (72).

Inizia uno svuotamento del gas dal serbatoio di accumulo (Sa) proporzionalmente al grado di depressione raggiunto nella camera di aspirazione (Ca) durante il tempo di rotazione della girante.

Come mostrato in Fig. 13, tale vuoto nella camera di aspirazione (Ca) esercita una forza di risucchio sulla massa di fluido (F) (liquido (Li) gas (G)) disposta nel vano di contenimento (10), in grado di compattare il fluido (F) sulle pale (28) della girante. Come risultato, il liquido (Li) (mostrato nelle Figg. 12 e 13 con esagoni pi? piccoli rispetto alle Figg. 10 e 11) si compatta e riduce il suo volume. Quindi come mostrato in Fig. 12, il pelo libero (P) del liquido ? al livello minimo (L1)

In questa fase in cui la valvola di regolazione flusso (Vr) ? chiusa e nel serbatoio di accumulo (Sa) il grado di vuoto ? in aumento, ad una velocit? operativa (ad esempio 1000 rpm) della girante (2), il grado di vuoto nella camera di aspirazione (Ca) e nel serbatoio di accumulo vuoto (Sa) aumenta fino a stabilizzarsi. Contemporaneamente, il liquido (Li) attorno alle pale (28) della girante per la forza di risucchio a cui ? sottoposto, tende ad occupare una porzione periferica (Li*), compresa tra due pale (28) della girante. Tale effetto e disposizione del liquido, si oppone alla rotazione della girante. Pertanto il motore (M) per stabilizzarsi alla velocit? operativa (1000 rpm) richiede pi? coppia e potenza, proporzionalmente all'aumento di tale grado di vuoto nella camera di aspirazione (Ca). ;Aumentando la velocit? della girante (2) (ad esempio a 1300 rpm), si intensificano tutti gli effetti appena descritti e comunque aumenta efficientemente il grado di vuoto. Tale efficienza ? proporzionale fino al limite imposto dal motore (M). Aumentando ancora la velocit? oltre la potenza nominale del motore, la pompa aumenta il grado di vuoto per un picco, ma conseguentemente la potenza richiesta supera quella nominale del motore, per cui la velocit? di rotazione della girante (2) inizia fortemente a diminuire. ;L'effetto appena descritto, favorisce risucchio di liquido all'interno della girante fino alla camera di aspirazione (Ca), per cui innesca un ingolfamento della pompa e un aumento incontrollato di coppia e potenza richieste dal motore. Il caso limite appena descritto, dimostra ancora di pi? il corretto principio di funzionamento della pompa. ;Dunque, questa fase ? caratterizzata dall'abbassamento del livello e del volume della massa di liquido (Li) disposta nel vano di contenimento (10), dall'aumento della densit? del liquido (Li) e dall'aumento della pressione del liquido (Li) sulle pale (28) della girante. ;Tali caratterizzazioni, definiscono tutti gli effetti di una trasformazione isoterma in compressione dove, la forza in aumento, ? costituita dalla pressione negativa ed attrattiva del grado di vuoto sulla massa di fluido (F), mentre, il volume in compressione ? costituito dalla massa di fluido (F) (liquido (Li) gas (G)), disposta nel vano di contenimento (10), che si compatta e si comprime con pressione sulle pale (28) della girante in modo proporzionale all'aumento del grado di vuoto all'interno della camera di aspirazione (Ca). Questo comportamento della pompa a vuoto (100) dimostra che il liquido (Li) subisce una forza attrattiva dal grado di vuoto prodotto, nella camera di aspirazione (Ca) che pu? essere considerata un mezzo per la compressione del liquido e per consentire il passaggio del gas (G) aspirato entro il liquido e quindi l'espulsione del gas. Inoltre tali caratterizzazioni, dimostrano e giustificano l'aumento di coppia e potenza richieste dal motore (M) per mantenere efficiente la pompa in queste fasi. ;Con riferimento alla Fig. 13, la disposizione delle pale (28) nella rotazione in queste fasi agevola lo scivolamento ed il respingimento delle porzioni periferiche (Li*) di liquido attratte in modo centripeto verso la camera di aspirazione (Ca), a vantaggio di minore energia richiesta per un efficiente funzionamento e ottenimento di un determinato grado di vuoto. Pertanto con una pompa a vuoto (100) dotata di un motore (M) di adeguata potenza, coppia e velocit? (rpm), ? possibile ottenere velocemente ed efficientemente una data portata e/o grado di vuoto.

In seguito elementi uguali o corrispondenti a quelli gi? descritti sono indicati con gli stessi numeri di riferimento e si omette la loro descrizione dettagliata.

Con riferimento alle Figg. 14-18 viene descritta una pompa a vuoto secondo una seconda forma di realizzazione, indicata complessivamente con il numero di riferimento 200.

La pompa (200) comprende un dispositivo di chiusura (206) che delimita la camera di aspirazione (Ca) e mette in comunicazione la camera di aspirazione (Ca) con il condotto di aspirazione (71).

Il dispositivo di chiusura (206) comprende:

- un cilindro inferiore (261a) disposto nel vano di contenimento (10) tra la flangia (90) e il coperchio (7); e

- un cilindro superiore (261b) disposto sopra al coperchio (7).

I cilindri inferiore e superiore (261a, 261b) sono internamente cavi in modo da definire rispettive camere cilindriche comunicanti che definisco la camera di aspirazione (Ca).

Una piastra di chiusura (160) ? disposta sul cilindro superiore (261b).

Il cilindro inferiore (261a) ha due flange d?estremit? (262a, 262b) fissate rispettivamente alla flangia (90) e al coperchio (7). Il cilindro superiore (261b) ha una flangia d?estremit? (263) fissata al coperchio (7). Il coperchio ha un foro (73) in modo rendere intercomunicanti le camere dei due cilindri (261a, 261b). La camera di aspirazione (Ca) ? definita entro i cilindri inferiore e superiore (261a, 261b).

Il cilindro inferiore (261a) ha un codolo assiale (264) avente un canale assiale (264a) che si estende assialmente nel cilindro inferiore per il passaggio dell?albero (20) della girante. Il codolo assiale (264) del cilindro inferiore ? collegato ad un codolo radiale (265) collegato al cilindro inferiore (261a). Il codolo radiale (265) del cilindro inferiore ha un canale radiale (265a) che si estende radialmente per comunicare con il canale assiale (264a).

Il cilindro superiore (261b) ha un codolo assiale (267) che si estende assialmente al di sotto della piastra di chiusura (160). Il codolo assiale (267) del cilindro superiore ha un canale assiale (267a) per il passaggio dell?albero (20) della girante. Il canale assiale (267a) del codolo del cilindro superiore comunica con il canale assiale (264a) del codolo del cilindro inferiore. Una guarnizione (268) ? disposta tra il codolo (267) del cilindro superiore e il codolo (264) del cilindro inferiore.

Il condotto di aspirazione (71) ? ricavato nel cilindro superiore (261) ? disposto tangenzialmente al cilindro superiore per comunicare direttamente con la camera di aspirazione (Ca). In questo modo si ottiene una sezione aspirante massima.

Con riferimento a Fig. 18, entro il dispositivo di chiusura (206), sotto alla piastra di chiusura (260) si crea la camera di aspirazione (Ca) in cui viene aspirato gas (G) dalla forza centrifuga della ventola (2). Il gas (G) attraversa il liquido e passa attraverso il graticcio (9) per uscire al di sopra del pelo libero del liquido nella camera di espulsione (Ce) tra il pelo libero (P) del liquido e il coperchio (7). Quindi il gas (G) dalla camera di espulsione (Ce) esce attraverso il condotto di mandata (72).

Con riferimento a Fig. 18A, il condotto radiale (265a) del cilindro inferiore ? disposto sotto il livello minimo (L1) di liquido. Quindi nel condotto radiale (265a) passa il liquido (Li) che si accumula in una cavita (266) tra il condotto radiale (265a) e il condotto assiale (264a) del cilindro inferiore. La cavit? (266) funge da tenuta tra un?intercapedine superiore (I1) tra il codolo assiale (264) e l'albero (20) della girante e un?intercapedine inferiore (I1) tra un codolo inferiore (269) e l?albero (20) della girante.

Il liquido (Li) risucchiato dal grado di vuoto all'interno della camera di aspirazione (Ca) attraverso l'intercapedine inferiore (I2), viene rimesso in circolo dalla girante (2). Il volume di liquido contenuto nella cavit? (266) deve essere sempre maggiore del volume di liquido risucchiato dall'intercapedine inferiore (I2), in modo da evitare aspirazione di aria dall?intercapedine superiore (I1).

La pompa a vuoto (200) consente una massimizzazione della camera di aspirazione (Ca) che si estende al di sopra del coperchio (7).

Con riferimento alle Figg. 19-21 viene descritta una pompa a vuoto secondo una terza forma di realizzazione, indicata complessivamente con il numero di riferimento 300.

La pompa (300) comprende un dispositivo di chiusura (306) che delimita la camera di aspirazione (Ca) e mette in comunicazione la camera di aspirazione (Ca) con il condotto di aspirazione (71).

Il dispositivo di chiusura (306) comprende un cilindro inferiore (261a) identico a quello descritto nella pompa (200) della seconda forma di realizzazione. La pompa (300) non comprende il cilindro superiore, ma il condotto di aspirazione (71) ha una forma curva a 90? e comunica con la camera di aspirazione (Ca) che ? definita nel cilindro inferiore (261a). In questo caso il condotto di aspirazione (71) ha una flangia (263) fissata al coperchio (7) attorno al foro (73) del coperchio. Inoltre il condotto di aspirazione (71) ha un codolo assiale (277) con un condotto assiale (267a) per il passaggio dell?albero (20) della girante.

Come mostrato in Fig. 20, il gas (G) viene aspirato dal condotto di aspirazione (71) entro la camera di aspirazione (Ca), passa attraverso le fessure e le intercapedini della girante (2), passa entro il liquido attraverso il graticcio (9), arriva nella camera di espulsione al di sopra del pelo libero del liquido e viene espulso dal concotto di mandata (72).

La pompa a vuoto (300), grazie alla particolare disposizione delle bocche di aspirazione e di mandata, agevola uno svuotamento e/o sanificazione di grandi volumi di aria (ad esempio ambienti abitabili), o il controllo di filtrazione di fumi contenuti nel gas (G) da spirare.

Con riferimento alle Figg. 22-24 viene descritta una seconda forma di realizzazione di una girante (202). La girante (202) ha una piastra discoidale (23) con due fessure (225) a forma di semicerchio.

Ciascuna pala (28) ha una porzione periferica cilindrica (228a) ed una porzione curva (228b) a forma di ?virgola? che si estende dalla porzione cilindrica (228a) con un angolo (?) di 40-60? tra una retta radiale (r) passante per il centro della porzione cilindrica (228a) ed una retta (a) passante per il centro della porzione cilindrica (228a) ed un?estremit? della porzione curva (228b).

Con riferimento alle Figg. 25-27 viene descritta una seconda forma di realizzazione di un graticcio (209). Il graticcio (209) comprende una flangia anulare (90) ed una pluralit? di alette (91) che sporgono inferiormente dalla flangia anulare (90). Tra le alette (90) si formano intercapedini (92) curve per il passaggio di fluido. Le intercapedini (92) sono disposte in un verso concorde alla direzione di rotazione della girante.

Con riferimento a Fig. 27, le alette (91) hanno una forma curva, in modo che le intercapedini (92) abbiano un?asse (b) non radiale, ma inclinato di un angolo di (?) di 50-60? rispetto ad un asse radiale (r).

Con riferimento a Fig. 27A, ciascuna aletta (91) ha sporgenze (93) che sporgono entro le intercapedini (92) del graticcio. Le sporgenze (93) sono utili a creare vortici miscelanti al passaggio del fluido nelle intercapedini (92) del graticcio Le Figg. 28 e 29 illustrano un elemento aggiuntivo (302) da applicare alla girante (2). L?elemento aggiuntivo (302) comprende un anello cilindrico (323) dal quale sporgono pale (328) di forma curva, vicine all?anello cilindrico in modo da formare un?intercapedine (327) tra l?anello cilindrico (323) e le pale. L?elemento aggiuntivo (302) viene disposto sotto la girante (2) in modo che le pale (228) dell?elemento aggiuntivo si trovino in corrispondenza delle pale (28) della girante.

L?elemento aggiunti co (302) ? integrabile alla girante (2) e pu? essere applicato come estensione della girante in modo che la portata di aria aspirata dalle pale (28) della girante si propaghi attraverso le intercapedini (327) dell?elemento aggiuntivo aumentando la superficie di compressione e di miscelazione del liquido all'esterno delle pale (28) della girante, con l'effetto di favorire un?interazione il gas ed il liquido, evitando in particolare dannosi reflussi di fluido verso il condotto di aspirazione della pompa.

Con riferimento alle Figg. 30 e 31 viene illustrata una terza forma di realizzazione di una girante (402). La girante (402) comprende un corpo centrale (26) di forma cilindrica con un foro assiale (24) per il calettamento dell?albero (20).

Una pluralit? di pale (428) sporgono dal corpo centrale, in una configurazione curva a girandola. Le pale (428) hanno un corpo curvo (428a) terminate in una porzione d?estremit? cilindrica (428b). Tra le pale (428) si formano intercapedini curve (427).

La porzione di estremit? cilindrica (428b) essendo ed eccentrica rispetto al foro assiale (24), durante la rotazione della girante (402) favorisce effetti vorticosi del liquido nelle intercapedini (427) tra due pale (428), utili ad aumentare l'aspirazione e l'interazione tra gas, liquido e particelle presenti nel gas aspirato.

Alle presenti forme di realizzazione dell'invenzione, possono essere apportate variazioni e modifiche equivalenti, alla portata di un tecnico del ramo, che rientrano comunque entro l'ambito dell'invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse.

Claims (13)

RIVENDICAZIONI

1. Pompa a vuoto (100; 200; 300) comprendente:

- un corpo di contenimento (1) definente un vano di contenimento (10);

- una girante (2; 202; 402) montata girevole nel vano di contenimento (10),

- un graticcio (9; 209) montato fisso nel vano di contenimento (10) attorno alla girante per consentire passaggio di fluido attraverso il graticcio;

- un coperchio (7) applicato sul corpo di contenimento per chiudere il vano di contenimento;

- un condotto d?ingresso (11) ed un condotto di uscita (12) comunicanti con il vano di contenimento per riempiere il vano di contenimento con un liquido (Li) avente un pelo libero (P) al di sopra della girante e del graticcio, in modo da formare una camera di espulsione (Ce) tra il pelo libero (P) del liquido e il coperchio (7);

- un albero (20) collegato alla girante ed attraversante il coperchio per collegarsi ad un motore elettrico (M) all?esterno del corpo di contenimento;

- un condotto di aspirazione (71) comunicante con il vano di contenimento per l?aspirazione di un gas (G) dall?esterno;

- un condotto di mandata (72) comunicante con detta camera di espulsione (Ce) entro il vano di contenimento per la mandata del gas all?esterno; e

- un dispositivo di chiusura (106; 206; 306) disposto al di sopra del graticcio e comunicante con il condotto di aspirazione (71), creando una camera di aspirazione (Ca) separata dalla camera di espulsione (Ce); detto dispositivo di chiusura essendo configurato in modo da convogliare il gas dal condotto di aspirazione (71) alla girante attraverso detta camera di aspirazione (Ca).

2. Pompa a vuoto (100; 200; 300) secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo di contenimento (1) ha una forma troncoconica aperta superiormente, con diametro crescente andando da una parete di fondo (15) ad un bordo superiore (16) e la girante ? disposta entro il vano di contenimento (10), in una posizione eccentrica rispetto ad un asse (Y?) del vano di contenimento

3. Pompa a vuoto (100; 200; 300) secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente inoltre una piastra di supporto (8) montata al di sopra del coperchio (7) mediante gambe (80) e avente a un codolo (81) nel quale sono montati supporti o cuscinetti (82) che supportano girevolmente l?albero (20) della girante.

4. Pompa a vuoto (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto graticcio (9) comprende un primo cilindro (3) con fessure (30) disposto concentricamente attorno alla girante, un secondo cilindro (4) con fessure (40) disposto concentricamente attorno al primo cilindro ed una flangia (90) di forma anulare disposta sui due cilindri (3, 4).

5. Pompa a vuoto (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto graticcio (209) comprende una flangia anulare (90) ed una pluralit? di alette (91) di forma curva che sporgono inferiormente dalla flangia anulare (90); tra le alette (91) si formano intercapedini (92) di forma curva per il passaggio di fluido; dette intercapedini (92) essendo disposte in un verso concorde alla direzione di rotazione della girante;

ciascuna aletta (91) avendo sporgenze (93) che sporgono entro le intercapedini (92) del graticcio.

6. Pompa a vuoto (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta girante (2) comprende:

- una piastra discoidale (23) avente un foro centrale (24) in cui viene calettato l?albero (20);

- una pluralit? di fessure (25) a forma di spicchio di luna, ricavate nella piastra discoidale (23) secondo una configurazione a girandola;

- un codolo cilindrico (26) sporgente inferiormente e assialmente dalla piastra discoidale (23) attorno al foro centrale (24);

- una pluralit? di pale (28) di forma curva, disposte sotto alla piastra discoidale (23), attorno al codolo centrale; dette pale (28) avendo forma di spicchi di luna, ed essendo disposte in una configurazione a girandola e definendo tra loro intercapedini (27) comunicanti con le fessure (25).

7. Pompa a vuoto (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detta girante (202) comprende:

- una piastra discoidale (23) con due fessure (225) a forma di semicerchio;

- pale (28) disposte sotto la piastra discoidale; ciascuna pala avendo una porzione periferica cilindrica (228a) ed una porzione curva (228b) a forma di ?virgola? che si estende dalla porzione cilindrica (228a) con un angolo (?) di 40-60? tra una retta radiale (r) passante per il centro della porzione cilindrica (228a) ed una retta (a) passante per il centro della porzione cilindrica (228a) ed un?estremit? della porzione curva (228b).

8. Pompa a vuoto (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detta girante (402) comprende:

- un corpo centrale (26) di forma cilindrica con un foro assiale (24) per il calettamento dell?albero (20);

- una pluralit? di pale (428) che sporgono dal corpo centrale, in una configurazione curva a girandola; le pale (428) avendo un corpo curvo (428a) terminante in una porzione d?estremit? cilindrica (428b); tra le pale (428) si formano intercapedini curve (427).

9. Pompa a vuoto (100; 200; 300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un elemento aggiuntivo (302) da applicare alla girante; detto elemento aggiuntivo (302) comprendendo un anello cilindrico (323) dal quale sporgono verso l?esterno pale (328) di forma curva, vicine all?anello cilindrico in modo da formare un?intercapedine (327) tra l?anello cilindrico (323) e le pale.

10. Pompa a vuoto (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di chiusura (106) comprende:

- una piastra di chiusura (60) fissata sul graticcio (9; 209), in modo da definire detta camera di aspirazione (Ca) al disotto della piastra di chiusura (60); detta piastra di chiusura (60) avendo un foro centrale (61) attraversato dall?albero (20) della girante; e

- un condotto di raccordo (62) sporgente superiormente dalla piastra di chiusura, in posizione periferica, collegato a detto condotto di aspirazione (71) che ? disposto su detto coperchio (7), in modo mettere in comunicazione il condotto di aspirazione (71) con la camera di aspirazione (Ca).

11. Pompa a vuoto (100; 200; 300) secondo la rivendicazione 10, in cui il coperchio (7) ha un codolo (77) che sporge inferiormente, disposto attorno all?albero (20) della girante; detto codolo (77) del coperchio essendo parzialmente immerso nel liquido (Li) entro il vano di contenimento per evitare che il gas (G) dalla camera di espulsione (Ce) esca all?esterno;

la piastra di chiusura (60) ha un codolo (67) che sporge inferiormente, disposto attorno all?albero (20) della girante; tra l?albero (20) e il codolo (67) della piastra di chiusura (60) c?? un?intercapedine (68) che viene riempita con liquido in compressione (Lc) durante il funzionamento della pompa, fungente da tenuta per separare la camera di aspirazione (Ca) dalla camera di espulsione (Ce).

12. Pompa a vuoto (200) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui detto dispositivo di chiusura (206) comprende:

- un cilindro inferiore (261a) disposto nel vano di contenimento (10) tra il graticcio (9; 109) e il coperchio (7); e

- un cilindro superiore (261b) disposto sopra al coperchio (7) e collegato al condotto di aspirazione (71);

in cui i cilindri inferiore e superiore (261a, 261b) sono internamente cavi in modo da definire rispettive camere cilindriche comunicanti che definiscono la camera di aspirazione (Ca);

il cilindro inferiore (261a) ha:

- un codolo assiale (264) avente un canale assiale (264a) che si estende assialmente nel cilindro inferiore per il passaggio dell?albero (20) della girante;

- un codolo radiale (265) collegato al codolo assiale ed avente un canale radiale (265a) che si estende radialmente per comunicare con il canale assiale (264a);

in cui il cilindro superiore (261b) ha un codolo assiale (267) che si estende assialmente avente un canale assiale (267a) per il passaggio dell?albero (20) della girante; il canale assiale (267a) del codolo del cilindro superiore comunica con il canale assiale (264a) del codolo del cilindro inferiore.

13. Pompa a vuoto (300) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui detto dispositivo di chiusura (306) comprende un cilindro inferiore (261a) disposto nel vano di contenimento (10) tra il graticcio (9; 109) e il coperchio (7); detto cilindro inferiore essendo internamente cavo in modo da definire detta camera di aspirazione (Ca);

il cilindro inferiore (261a) ha:

- un codolo assiale (264) avente un canale assiale (264a) che si estende assialmente nel cilindro inferiore per il passaggio dell?albero (20) della girante;

- un codolo radiale (265) collegato al codolo assiale ed avente un canale radiale (265a) che si estende radialmente per comunicare con il canale assiale (264a);

in cui il condotto di aspirazione (71) ? fissato sul coperchio (7) ed ha una forma curva a 90? e comunica con la camera di aspirazione (Ca) nel cilindro inferiore (261a); il condotto di aspirazione (71) ha un codolo assiale (277) con un condotto assiale (267a) per il passaggio dell?albero (20) della girante, comunicante con il condotto assiale (264a) del cilindro inferiore.