ITAN20100027A1

ITAN20100027A1 - SEALING GROUP FOR PUMPS AND FLUID MIXERS.

Info

Publication number: ITAN20100027A1
Application number: IT000027A
Authority: IT
Inventors: Roberto Cipollone
Original assignee: Roberto Cipollone
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2011-09-05

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo: accompanying a patent application for an industrial invention entitled:

“GRUPPO DI TENUTA PER POMPE E MESCOLATORI DI FLUIDI”. “SEALING GROUP FOR PUMPS AND FLUID MIXERS”.

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un gruppo di tenuta meccanica frontale per pompe e mescolatori di fluidi, in particolare per fluidi sporchi, adesivi, agglomeranti, multifase e simili. The present patent application for industrial invention relates to a front mechanical seal assembly for pumps and mixers of fluids, in particular for dirty, adhesive, agglomerating, multiphase fluids and the like.

Come è noto, nelle pompe e nei mescolatori, i fluidi, in relazione alla loro natura chimico fisica, possono esperire un passaggio di stato che li porta ad addensarsi se non solidificare attorno agli anelli che costituiscono la tenuta meccanica, così compromettendo il corretto funzionamento della tenuta meccanica. As is known, in pumps and mixers, fluids, in relation to their chemical-physical nature, can undergo a change of state that leads them to thicken if not solidify around the rings that make up the mechanical seal, thus compromising the correct functioning of the mechanical seal.

Ad esempio, i fluidi che possono presentare tali problemi sono: fluidi a base polimerica, fluidi multi-fase, miscele di sostanze aggregate che tendono a solidificare (quale ad esempio il cemento durante la fase di mescolamento o materiali che nella manipolazione tendono a polimerizzare o ad addensansi al punto da realizzare un cambiamento di stato), fluidi che hanno la consistenza o la natura di fanghi di natura industriale o civile (processi di depurazione), acque sporche di lavorazione o composte da aggregati chimicamente difficili da caratterizzare (miscele acqua-terra, fanghi, pietrisco misto a fango, etc…). For example, the fluids that can present such problems are: polymeric-based fluids, multi-phase fluids, mixtures of aggregate substances that tend to solidify (such as cement during the mixing phase or materials that in handling tend to polymerize or to thicken to the point of effecting a change of state), fluids that have the consistency or nature of industrial or civil sludge (purification processes), dirty water from processing or composed of aggregates that are chemically difficult to characterize (water-earth mixtures , mud, crushed stone mixed with mud, etc ...).

Tali fluidi, quando vengono movimentati, necessitano di essere trattati con componenti meccanici quali pompe (volumetriche o dinamiche) che richiedono la presenza di un gruppo di tenuta che evita la fuoriuscita del fluido all’esterno durante la movimentazione (usualmente un processo di pressurizzazione). Nelle situazioni che conducono all’adesione del fluido attorno agli anelli di tenuta meccanica o alla loro solidificazione o addensamento all’interno dei volumi che alloggiano la tenuta meccanica, i seguenti processi possono aver luogo: When these fluids are handled, they need to be treated with mechanical components such as pumps (volumetric or dynamic) which require the presence of a sealing unit that prevents the fluid from leaking outside during handling (usually a pressurization process). In situations that lead to the adhesion of the fluid around the mechanical seal rings or their solidification or thickening within the volumes that house the mechanical seal, the following processes may take place:

a) il fluido aderisce agli anelli in moto relativo e/o penetra tra le superfici degli anelli, che usualmente scivolano l’una sull’altra, causando l’incollaggio della tenuta stessa. Nelle situazioni più severe tale incollaggio impedisce la partenza dell’organo di movimentazione del fluido compromettendo la sua funzionalità. Il comportamento di tale fluido attorno agli anelli di tenuta può anche causare comportamenti casuali di incollaggio e distacco erratico tra gli anelli stessi realizzando vibrazioni, rumore, etc… a) the fluid adheres to the rings in relative motion and / or penetrates between the surfaces of the rings, which usually slide over each other, causing the seal to stick. In the most severe situations, this bonding prevents the fluid handling part from starting, compromising its functionality. The behavior of this fluid around the sealing rings can also cause random behavior of gluing and erratic detachment between the rings themselves creating vibrations, noise, etc ...

b) Il fluido che aderisce alle pareti degli anelli di tenuta o riempie dei volumi addensandosi o solidificando all’interno dei volumi che alloggiano la tenuta, causa una diminuzione del coefficiente di scambio termico sulle superfici degli anelli che costituiscono la tenuta meccanica. In tale situazione, la potenza dissipata per attrito tra i due anelli di tenuta non riesce più a dissiparsi verso il fluido e causa un aumento della temperatura degli anelli di tenuta, potendo in tal modo compromettere il comportamento meccanico-strutturale della tenuta. Possono anche aver luogo situazioni nelle quali ad un aumento della temperatura degli anelli in rotazione fa seguito un'immediata immersione della tenuta nel fluido che ha ripristinato la sua natura originaria così causando situazioni di shock termico. c) Le tenute meccaniche vengono usualmente realizzate in modo che gli anelli in moto relativo siano tenuti sempre in contatto tramite l’uso di elementi elastici (molle). I volumi che alloggiamo tali elementi elastici devono rimanere puliti in modo da evitare che gli elementi elastici non possano espletare le forze elastiche di chiusura tra gli anelli. La presenza di fluidi che si addensano se non solidifichino impedirebbe lo svolgimento di tale funzione, compromettendo una funzione indispensabile. b) The fluid that adheres to the walls of the seal rings or fills volumes by thickening or solidifying within the volumes that house the seal, causes a decrease in the heat exchange coefficient on the surfaces of the rings that make up the mechanical seal. In this situation, the power dissipated by friction between the two sealing rings is no longer able to dissipate towards the fluid and causes an increase in the temperature of the sealing rings, thus being able to compromise the mechanical-structural behavior of the seal. There may also be situations in which an increase in the temperature of the rotating rings is followed by an immediate immersion of the seal in the fluid which has restored its original nature thus causing situations of thermal shock. c) The mechanical seals are usually made so that the rings in relative motion are always kept in contact through the use of elastic elements (springs). The volumes that house these elastic elements must remain clean in order to avoid that the elastic elements cannot carry out the elastic closing forces between the rings. The presence of fluids that thicken if they do not solidify would prevent the performance of this function, compromising an indispensable function.

Possibili settori di applicazione degli anelli di tenuta sono le vasche di preparazione del cemento e le pompe di aspirazione di fanghi di depurazione o di natura industriale. Un perfetto contenimento del prodotto (detto di seguito “fluido”) evita inquinamento ambientale, oggi particolarmente degno di attenzione ed evita che il prodotto in lavorazione all'interno delle vasche di mescolamento o delle pompa di travaso o pressurizzazione o movimentazione del fluido si riversi all’esterno o si impoverisca di frazioni liquide che possono sfuggire all’organo di tenuta danneggiando talora la qualità del fluido. Possible sectors of application of the sealing rings are cement preparation tanks and suction pumps for sewage or industrial sludge. A perfect containment of the product (hereinafter called "fluid") avoids environmental pollution, today particularly worthy of attention and prevents the product being processed inside the mixing tanks or transfer pumps or pressurization or fluid handling from spilling into the external or is depleted of liquid fractions that can escape the sealing member, sometimes damaging the quality of the fluid.

Come è noto, in tali applicazioni generalmente viene utilizzata una tenuta comprendente un anello polimerico o in materiale tessile che necessita di costante lubrificazione e frequente sostituzione. Un organo dosatore e distributore favorisce la distribuzione di un lubrificante (grasso, oli addensati, etc…) da un serbatoio, che ha lo scopo di abbassare il coefficiente di attrito e ridurre l’usura dell’anello polimerico. As is known, in such applications a seal is generally used comprising a polymeric or textile ring which requires constant lubrication and frequent replacement. A dosing and distributor organ favors the distribution of a lubricant (grease, thickened oils, etc ...) from a tank, which has the purpose of lowering the coefficient of friction and reducing the wear of the polymeric ring.

Tale sistema di tenuta presenta degli inconvenienti dovuti alla presenza del sistema di lubrificazione e dell'anello polimerico. Tali inconvenienti sono parzialmente risolti nella domanda di brevetto PCT/EP2008/066255, a nome MECCANOTECNICA UMBRA S.p.A., in cui l'anello polimerico e il sistema di lubrificazione sono stati sostituiti da una coppia di anelli strascinati, un primo anello solidale all'albero rotante e l'altro anello collegato alla carcassa fissa del dispositivo. This sealing system has drawbacks due to the presence of the lubrication system and the polymeric ring. These drawbacks are partially solved in the patent application PCT / EP2008 / 066255, in the name of MECCANOTECNICA UMBRA S.p.A., in which the polymeric ring and the lubrication system have been replaced by a pair of trailed rings, a first ring integral with the rotating shaft and the other ring connected to the fixed casing of the device.

In questa soluzione si cerca di minimizzare il contatto della tenuta con il fluido, diminuendo il più possibile le dimensioni del canale dove entra il fluido che, alla fine, va comunque in contatto con gli anelli di tenuta. In this solution an attempt is made to minimize the contact of the seal with the fluid, reducing as much as possible the dimensions of the channel where the fluid enters which, in the end, however, comes into contact with the seal rings.

Sempre nella domanda di brevetto PCT/EP2008/066255 viene suggerito di limitare lo scambio termico tra il fluido e il gruppo di tenuta (che è proporzionale alla superficie di contatto) rispetto alla generazione di calore (proporzionale al volume racchiuso dalle superfici di scambio), in modo da ritardare il processo di essiccamento del fluido. Also in the patent application PCT / EP2008 / 066255 it is suggested to limit the heat exchange between the fluid and the sealing group (which is proportional to the contact surface) with respect to the generation of heat (proportional to the volume enclosed by the exchange surfaces), in order to delay the drying process of the fluid.

Tale soluzione non è adatta per le applicazioni per fluidi adesivi o essiccanti o che perdono la loro consistenza liquida nel tempo, soprattutto quando i tempi di stazionamento attorno agli anelli striscianti si allungano. Infatti, si verifica ancora l’incollaggio degli anelli striscianti e degli elementi di supporto degli anelli striscianti. Alla ripartenza del dispositivo, dopo prolungati arresti, il fluido impedisce in qualche modo lo spostamento elastico assiale dell'anello strisciante, favorito da molle, non assicurando più il contatto tra le piste di scivolo dei due anelli striscianti e vanificando così la tenuta. This solution is not suitable for applications for adhesive or drying fluids or those that lose their liquid consistency over time, especially when the time spent around the sliding rings is lengthened. In fact, the gluing of the sliding rings and the supporting elements of the sliding rings still occurs. When the device restarts, after prolonged stops, the fluid somehow prevents the axial elastic displacement of the sliding ring, favored by springs, no longer ensuring contact between the sliding tracks of the two sliding rings and thus nullifying the seal.

Tuttavia tale soluzione potrebbe presentare il problema di un eccessivo surriscaldamento delle piste di scivolo degli anelli striscianti e le difficoltà di evacuazione della sostanza contenuta nei volumi del gruppo di tenuta che necessariamente deve fuoruscire, a tenuta in funzionamento, attraverso il canale di entrata del fluido. Ciò appare particolarmente critico quando le sostanze trattate dalla pompa o dai mescolatori sono fortemente adesive e tali, quindi, da aderire alle superfici dei volumi indicati. However, this solution could present the problem of excessive overheating of the sliding tracks of the sliding rings and difficulties in evacuating the substance contained in the volumes of the sealing unit which necessarily must escape, in operation seal, through the fluid inlet channel. This appears particularly critical when the substances treated by the pump or by the mixers are highly adhesive and therefore such as to adhere to the surfaces of the indicated volumes.

Scopo della presente invenzione è di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota, fornendo un gruppo di tenuta per pompe e mescolatori di fluidi che sia efficiente, efficace, e versatile. The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the known art, providing a sealing unit for pumps and mixers of fluids that is efficient, effective, and versatile.

Altro scopo della presente invenzione è di fornire un tale gruppo di tenuta che sia affidabile, resistente e in grado di minimizzare gli interventi di manutenzione e fermo macchina. Another object of the present invention is to provide such a sealing assembly which is reliable, resistant and capable of minimizing maintenance and machine downtime interventions.

Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione, con le caratteristiche elencate nell’annessa rivendicazione indipendente 1. These purposes are achieved in accordance with the invention, with the characteristics listed in the attached independent claim 1.

Realizzazioni vantaggiose appaiono dalle rivendicazioni dipendenti. Advantageous embodiments appear from the dependent claims.

Il gruppo di tenuta per pompe e mescolatori di fluidi, secondo l'invenzione, comprende: The sealing assembly for pumps and mixers of fluids, according to the invention, comprises:

- una flangia destinata ad essere fissata ad un telaio fisso di detto mescolatore o pompa, - a flange intended to be fixed to a fixed frame of said mixer or pump,

- un albero rotante montato girevolmente entro la flangia, - a rotating shaft mounted rotatably within the flange,

- un canale ricavato in detta flangia entro il quale entra il fluido trattato da detto mescolatore o pompa, - a channel formed in said flange into which the fluid treated by said mixer or pump enters,

- un primo anello strisciante solidale a detto albero rotante, e - a first sliding ring integral with said rotating shaft, e

- un secondo anello strisciante collegato a detta flangia in modo da essere a contatto con il primo anello strisciante per generare una tenuta al fluido trattato. - a second sliding ring connected to said flange so as to be in contact with the first sliding ring to generate a seal to the treated fluid.

Il gruppo di tenuta comprende inoltre un dispositivo rotante, montato girevole entro detto canale di ingresso del fluido trattato, per allontanare il fluido trattato da una zona limitrofa a detti anelli striscianti. The sealing assembly also comprises a rotating device, rotatably mounted within said inlet channel of the treated fluid, to remove the treated fluid from an area adjacent to said sliding rings.

Vantaggiosamente il dispositivo rotante è disposto nel canale di ingresso di fluido in modo tale da generare una depressione nella zona limitrofa agli anelli striscianti. Advantageously, the rotating device is arranged in the fluid inlet channel in such a way as to generate a vacuum in the area adjacent to the sliding rings.

Il dispositivo rotante realizza la doppia funzione di allontanamento del fluido dagli anelli di tenuta e/o quella di realizzare un certo grado di depressione nella zona prossima agli anelli di tenuta. Tale depressione favorisce, tramite uno o più condotti predisposti nella flangia, la circolazione di un fluido di raffreddamento o di lavaggio proveniente dall'esterno. The rotating device performs the double function of moving the fluid away from the seal rings and / or that of creating a certain degree of depression in the area close to the seal rings. This depression favors, through one or more ducts provided in the flange, the circulation of a cooling or washing fluid coming from the outside.

A seconda della natura del fluido primario trattato dalla pompa o dal mescolatore, tale fluido di raffreddamento potrà essere una sostanza opportuna per favorire appunto una azione di lavaggio e di lubrificazione delle superfici di scivolo degli anelli striscianti. Chiaramente il fluido di raffreddamento si mescolerà con il fluido da trattare, quindi non deve pregiudicare la qualità del fluido primario trattato dalla pompa o dal mescolatore. Depending on the nature of the primary fluid treated by the pump or mixer, this cooling fluid may be a suitable substance to favor precisely a washing and lubricating action of the sliding surfaces of the sliding rings. Clearly the cooling fluid will mix with the fluid to be treated, so it must not compromise the quality of the primary fluid treated by the pump or mixer.

Tale fluido di raffreddamento esercita l’importante funzione di raffreddamento dei componenti del gruppo di tenuta, garantendo le condizioni di una duratura funzionalità della tenuta stessa. Contenere le temperature significa aumento di affidabilità della tenuta e miglioramento della qualità complessiva del sistema di tenuta (eliminazione di rumore, vibrazioni anomale, etc…). This cooling fluid performs the important cooling function of the components of the sealing group, ensuring the conditions for a lasting functionality of the seal itself. Containing temperatures means increasing the reliability of the seal and improving the overall quality of the sealing system (elimination of noise, anomalous vibrations, etc…).

Tale fluido di raffreddamento potrà essere acqua (possibile ad esempio nelle applicazioni delle vasche di mescolamento del cemento o nelle pompe di trattamento dei fanghi della depurazione civile o industriale) o olio (nei casi di maggiore severità operativa della tenuta), o un componente dello stesso fluido da trattare. This cooling fluid may be water (possible for example in the applications of cement mixing tanks or in the sludge treatment pumps of civil or industrial purification) or oil (in cases of greater operational severity of the seal), or a component thereof. fluid to be treated.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a una sua forma di realizzazione puramente esemplificativa e quindi non limitativa, illustrata nei disegni annessi, in cui: Further features of the invention will appear clearer from the detailed description that follows, referring to a purely exemplary and therefore non-limiting embodiment, illustrated in the attached drawings, in which:

la Fig. 1 è una vista parzialmente in sezione assiale, illustrate un gruppo di tenuta secondo l'invenzione; Fig. 1 is a partially axial sectional view, illustrating a sealing assembly according to the invention;

la Fig. 2 è una vista in prospettiva illustrante una ghiera con palettatura facente parte del gruppo di tenuta di Fig. 1; la Fig. 3 è uno schema idraulico illustrante un sistema di alimentazione a battente del fluido di raffreddamento del gruppo di tenuta di Fig. 1; Fig. 2 is a perspective view illustrating a ring nut with blading forming part of the sealing assembly of Fig. 1; Fig. 3 is a hydraulic diagram illustrating a swing feeding system of the cooling fluid of the sealing assembly of Fig. 1;

la Fig. 4 è uno schema idraulico illustrante un sistema di alimentazione forzata del fluido di raffreddamento del gruppo di tenuta di Fig. 1; Fig. 4 is a hydraulic diagram illustrating a forced feeding system of the cooling fluid of the sealing assembly of Fig. 1;

la Fig. 5 è un grafico che mostra la depressione e la portata di acqua ottenute nella camera degli anelli striscianti del gruppo di tenuta di Fig. 1, in funzione della velocità di rotazione della ghiera con palettatura di Fig. 2; Fig. 5 is a graph showing the depression and the water flow rate obtained in the sliding ring chamber of the sealing assembly of Fig. 1, as a function of the rotation speed of the ring nut with blading of Fig. 2;

la Fig. 6 è un grafico che mostra la temperatura degli anelli striscianti del gruppo di tenuta di Fig. 1, in funzione del tempo di funzionamento e della velocità di rotazione della ghiera con palettatura di Fig. 2; Fig. 6 is a graph showing the temperature of the sliding rings of the sealing assembly of Fig. 1, as a function of the operating time and the speed of rotation of the ring nut with blading of Fig. 2;

la Fig. 7 è una vista in sezione assiale illustrante un ugello di nebulizzazione del fluido di refrigerazione che viene alimentato al gruppo di tenuta di Fig. 1; e Fig. 7 is an axial sectional view showing a nebulization nozzle for the refrigeration fluid which is fed to the sealing assembly of Fig. 1; And

la Fig. 8 è un grafico come quello di Fig. 6, ma con nebulizzazione del fluido di raffreddamento. Fig. 8 is a graph like that of Fig. 6, but with nebulization of the cooling fluid.

Con l'ausilio delle Figure viene descritto il gruppo di tenuta secondo l'invenzione, indicato complessivamente con il numero di riferimento (100). With the aid of the Figures, the sealing assembly according to the invention is described, indicated as a whole with the reference number (100).

Per ora con riferimento a Fig. 1, il gruppo di tenuta (100) comprende un albero (1), montato girevole entro una flangia (2) destinata ad essere fissata al telaio fisso (non mostrato) di un mescolatore o di una pompa. In questo modo, nella parte anteriore della flangia fissa (2) si genera un canale o intercapedine (3) nel quale può entrare il fluido trattato dal mescolatore o dalla pompa. For now with reference to Fig. 1, the sealing assembly (100) comprises a shaft (1), rotatably mounted within a flange (2) intended to be fixed to the fixed frame (not shown) of a mixer or pump. In this way, in the front part of the fixed flange (2) a channel or cavity (3) is created in which the fluid treated by the mixer or pump can enter.

Il gruppo di tenuta (100) comprende due anelli striscianti (4, 5) per realizzare una tenuta rispetto al fluido che entra nel canale (3). Il primo anello strisciante (4) è reso solidale all'albero rotante (1), tramite un supporto (40). In questo modo l'anello strisciante (4) può ruotare assieme all'albero (1). The sealing assembly (100) comprises two sliding rings (4, 5) to make a seal with respect to the fluid entering the channel (3). The first sliding ring (4) is made integral with the rotating shaft (1), by means of a support (40). In this way the contact ring (4) can rotate together with the shaft (1).

Il secondo anello strisciante (5) è collegato alla flangia fissa (2) in modo da non ruotare. In realtà il secondo anello strisciante (5) è supportato da un supporto (50) montato scorrevole nella flangia fissa (2) in direzione parallela all'asse di rotazione dell'albero (1). The second contact ring (5) is connected to the fixed flange (2) so that it does not rotate. In reality, the second sliding ring (5) is supported by a support (50) slidably mounted in the fixed flange (2) in a direction parallel to the axis of rotation of the shaft (1).

Una pluralità di molle (M) sollecitano il supporto (50) in una traslazione verso il primo anello strisciante (4), in modo da mantenere i due anelli striscianti (4, 5) sempre a stretto contatto. Le molle (M) sono montate disassate perifericamente rispetto all'albero rotante (1), con asse parallelo all'asse di rotazione dell'albero (1). A plurality of springs (M) urge the support (50) in a translation towards the first sliding ring (4), so as to keep the two sliding rings (4, 5) always in close contact. The springs (M) are mounted offset peripherally with respect to the rotating shaft (1), with their axis parallel to the axis of rotation of the shaft (1).

Come si vede chiaramente da Fig. 1, il canale (3) di ingresso del fluido trattato presenta una zona o camera (30), di forma anulare, che si trova a contatto con le superfici degli anelli di strisciamento (4, 5). È evidente che se il fluido trattato dalla pompa o mescolatore ristagna nella zona (30) del canale di ingresso, si verificano tutti i problemi ampiamente descritti con riferimento alla tecnica nota. As can be clearly seen from Fig. 1, the inlet channel (3) of the treated fluid has an annular-shaped area or chamber (30) which is in contact with the surfaces of the sliding rings (4, 5). It is evident that if the fluid treated by the pump or mixer stagnates in the area (30) of the inlet channel, all the problems widely described with reference to the known art occur.

Per risolvere tale problema tecnico, secondo l'invenzione, nel canale (3) di ingresso del fluido trattato viene inserito un dispositivo rotante (6) atto ad allontanare il fluido, che entra nel canale (3), dalla zona (30) del canale in cui si trovano gli anelli striscianti (4, 5). In questo modo, gli anelli striscianti (4, 5) non sono soggetti alle problematiche dovute al continuo contatto con il fluido trattato. To solve this technical problem, according to the invention, a rotating device (6) is inserted into the inlet channel (3) of the treated fluid to remove the fluid, which enters the channel (3), from the area (30) of the channel where the sliding rings are located (4, 5). In this way, the sliding rings (4, 5) are not subject to the problems due to the continuous contact with the treated fluid.

Vantaggiosamente il dispositivo rotante (6), può essere reso solidale all'albero rotante (1) in modo da ruotare assieme all'albero (1), senza la necessita di una propria motorizzazione. Advantageously, the rotating device (6) can be made integral with the rotating shaft (1) so as to rotate together with the shaft (1), without the need for its own motorization.

Come mostrato in Fig. 2, il dispositivo rotante (6) può essere una ghiera comprendente un corpo cilindrico (60) ed una flangia anteriore (61) che va in battuta contro il bordo anteriore dell'albero rotante (1). Nella flangia (61) sono ricavati fori passanti (62) per accogliere mezzi a vite che si avvitano nel bordo anteriore dell'albero (1) in modo da fissare la ghiera (6). As shown in Fig. 2, the rotating device (6) can be a ring nut comprising a cylindrical body (60) and a front flange (61) which abuts against the front edge of the rotating shaft (1). Through holes (62) are formed in the flange (61) to accommodate screw means which screw into the front edge of the shaft (1) so as to fix the ring nut (6).

Sulla superficie esterna del corpo cilindrico (60) sono previste palettature (63) disposte con un orientamento tale da consentire l'allontanamento del fluido dalla zona (30) del canale vicino agli anelli striscianti, quando la ghiera (6) ruota in un senso predeterminato. Le palettature (63) presentano una porzione (64) con profilo rastremato di diametro decrescente andando verso la zona (30) del canale limitrofa agli anelli striscianti (4, 5). On the external surface of the cylindrical body (60) there are blades (63) arranged with an orientation such as to allow the removal of the fluid from the area (30) of the channel near the sliding rings, when the ring nut (6) rotates in a predetermined direction . The blades (63) have a portion (64) with a tapered profile of decreasing diameter going towards the area (30) of the channel adjacent to the sliding rings (4, 5).

Anche se in Fig. 2 è illustrato un dispositivo rotante (6) con palettature, è evidente che il dispositivo rotante (6), può prevedere al posto delle palettature, opportune sporgenze atte a spingere il fluido, quali alettature, setti, filettature ad uno o più principi. Even if in Fig. 2 a rotating device (6) with blades is shown, it is evident that the rotating device (6) can provide, instead of the blades, suitable protrusions suitable for pushing the fluid, such as fins, septa, one-sided threads. or more principles.

Il dispositivo rotante (6) è disposto nel canale (3) in modo tale che, oltre ad allontanare il fluido dalla zona (30) limitrofa agli anelli rotanti, genera una depressione in tale zona (30) che tende ad aspirare il fluido da tale zona (30), mantenendola pulita. The rotating device (6) is arranged in the channel (3) in such a way that, in addition to removing the fluid from the area (30) adjacent to the rotating rings, it generates a depression in this area (30) which tends to suck the fluid from this area area (30), keeping it clean.

Vantaggiosamente, questa depressione nella zona (30) del canale può essere sfruttata per l'alimentazione di un fluido di raffreddamento, lavaggio e/o lubrificazione degli anelli striscianti (4, 5). A tale scopo, nella flangia fissa (2) del gruppo di tenuta, viene realizzato almeno un condotto (20) di ingresso del liquido di raffreddamento che conduce esattamente in corrispondenza della zona (30) del canale d'ingresso del fluido trattato, limitrofa agli anelli striscianti (4, 5). Advantageously, this depression in the channel area (30) can be exploited for feeding a cooling, washing and / or lubricating fluid to the sliding rings (4, 5). For this purpose, in the fixed flange (2) of the sealing unit, at least one inlet duct (20) for the cooling liquid is made which leads exactly to the area (30) of the inlet channel of the treated fluid, adjacent to the sliding rings (4, 5).

L'alimentazione del liquido si raffreddamento nel condotto (20) della flangia fissa, può essere a battente (per gravità) (Fig. 3) o forzata (Fig. 4). The supply of the cooling liquid into the duct (20) of the fixed flange can be swing (by gravity) (Fig. 3) or forced (Fig. 4).

Con riferimento a Fig. 3, un serbatoio (7) viene riempito con un fluido di raffreddamento (70), quale ad esempio acqua, e disposto ad un'altezza superiore rispetto al condotto d'ingresso (20) del gruppo di tenuta (100), in modo che l'acqua possa essere alimentata a battente. With reference to Fig. 3, a tank (7) is filled with a cooling fluid (70), such as water, and arranged at a higher height than the inlet duct (20) of the sealing assembly (100 ), so that the water can be fed by swing.

Una valvola di regolazione flusso (71) regola il flusso d'acqua alimentata nel condotto (20), una valvola a galleggiante (72) regola il livello del pelo libero dell'acqua nel serbatoio (7), una valvola d'intercettazione consente il riempimento del serbatoio (7) con l'acqua dalla rete idrica (R) e una valvola di presa aria (74) consente l'ingresso dell'aria nel serbatoio (7). A flow adjustment valve (71) regulates the flow of water fed into the duct (20), a float valve (72) regulates the level of the free surface of the water in the tank (7), a shut-off valve allows the filling the tank (7) with water from the water mains (R) and an air intake valve (74) allows air to enter the tank (7).

In Fig. 4 viene illustrata una pompa di pressurizzazione (8) che alimenta forzatamente l'acqua proveniente dalla rete idrica (R) verso il condotto (20) del gruppo di tenuta (100). In questo caso, tra la valvola d'intercettazione (73) e la valvola di regolazione di flusso (71) è disposto un riduttore di pressione (80) per ridurre la pressione dell'acqua e un manometro (M) per leggere il valore della pressione ridotta dell'acqua. Fig. 4 illustrates a pressurization pump (8) which forcibly feeds the water coming from the water mains (R) towards the conduit (20) of the sealing assembly (100). In this case, between the shut-off valve (73) and the flow control valve (71) there is a pressure reducer (80) to reduce the water pressure and a pressure gauge (M) to read the value of the reduced water pressure.

Il richiedente ha effettuato delle prove sperimentali con il gruppo di tenuta (100), secondo l'invenzione, variando la velocità di rotazione del dispositivo rotante (6). I risultati di tali prove sono stati riportati nel grafico di Fig. 5. Come si vede da Fig. 5, la differenza di pressione (depressione) nella zona (30) limitrofa agli anelli di strisciamento (4, 5) aumenta all'aumentare della velocità di rotazione del dispositivo rotante (6). Anche la portata di acqua di raffreddamento alimentata nella zona (30) limitrofa agli anelli di strisciamento (4, 5) aumenta all'aumentare della velocità di rotazione del dispositivo rotante (6). In particolare, a basse velocità di rotazione la portata di acqua è sostanzialmente definita dal valore del battente (distanza tra il serbatoio (7) ed il condotto d'ingresso (20) del gruppo di tenuta). Vantaggiosamente, con un battente di 150 mm ed una velocità di rotazione del dispositivo (6) compresa tra 30 - 40 rpm, si riesce ad ottenere una portata di acqua di circa 15 cm<3>al minuto, che risulta essere ottimale per il raffreddamento degli anelli striscianti. The applicant carried out experimental tests with the sealing assembly (100), according to the invention, by varying the rotation speed of the rotating device (6). The results of these tests have been reported in the graph of Fig. 5. As can be seen from Fig. 5, the pressure difference (depression) in the area (30) adjacent to the sliding rings (4, 5) increases as the rotation speed of the rotating device (6). The flow rate of cooling water fed into the area (30) adjacent to the sliding rings (4, 5) also increases as the rotation speed of the rotating device (6) increases. In particular, at low rotation speeds the water flow rate is substantially defined by the value of the head (distance between the tank (7) and the inlet duct (20) of the sealing unit). Advantageously, with a head of 150 mm and a rotation speed of the device (6) between 30 - 40 rpm, it is possible to obtain a water flow rate of about 15 cm <3> per minute, which is optimal for cooling. of the crawling rings.

Sono state effettuate altre prove sperimentali in cui è stata misurata la temperatura degli anelli striscianti (4, 5) con il passare del tempo di funzionamento del miscelatore, mantenendo una portata di acqua costante di 15 cm<3>al minuto e variando la velocità di rotazione del dispositivo rotante (6) solidale all'albero (1). I risultati di tali prove sono stati riportati nel grafico di Fig. 6. Come si evince da Fig. 6, aumentando la velocità di rotazione dell'albero (1) da 28 rpm a 72 rpm, la temperatura degli anelli di strisciamento si è mantenuta intorno ai 60 °C, anche dopo 40 minuti di funzionamento continuo. Other experimental tests were carried out in which the temperature of the sliding rings (4, 5) was measured with the passage of the mixer operating time, maintaining a constant water flow rate of 15 cm <3> per minute and varying the speed of rotation of the rotating device (6) integral with the shaft (1). The results of these tests were shown in the graph of Fig. 6. As can be seen from Fig. 6, by increasing the rotation speed of the shaft (1) from 28 rpm to 72 rpm, the temperature of the sliding rings was maintained around 60 ° C, even after 40 minutes of continuous operation.

Tali risultati sono stati sorprendenti se paragonati con la tecnica nota. Infatti nei mescolatori noti, sprovvisti di dispositivo rotante secondo l'invenzione, e provvisti di un sistema di raffreddamento tradizionale, la temperatura degli anelli di strisciamento raggiunge 95 °C dopo circa 12 minuti di funzionamento a 28 rpm; tale temperatura continua a crescere provocando rumore e perdite del fluido trattato. These results were surprising when compared with the known technique. In fact, in known mixers, without a rotating device according to the invention, and equipped with a traditional cooling system, the temperature of the sliding rings reaches 95 ° C after about 12 minutes of operation at 28 rpm; this temperature continues to rise causing noise and leaks of the treated fluid.

Con riferimento a Fig. 7, nel condotto (20) della flangia fissa del gruppo di tenuta è stato montato un ugello di nebulizzazione (9) che comprende un ingresso (90) per l'acqua ed un ingresso (91) per l'aria pressurizzata. In questo modo l'ugello di nebulizzazione (9) alimenta acqua nebulizzata (92) entro il condotto (20) e l'acqua nebulizzata (92) raggiunge la zona (30) limitrofa agli anelli di strisciamento. With reference to Fig. 7, in the duct (20) of the fixed flange of the sealing unit a spray nozzle (9) has been mounted which includes an inlet (90) for water and an inlet (91) for air. pressurized. In this way the atomization nozzle (9) feeds atomized water (92) into the duct (20) and the atomized water (92) reaches the area (30) adjacent to the sliding rings.

Sono state effettuate prove sperimentali, variando il grado di nebulizzazione (vale a dire la pressione di alimentazione dell'aria entrante dal foro 91 che determina anche la portata dell'acqua ). La prima prova è stata effettuata ad una velocità di rotazione di 28 rpm con alimentazione di sola aria come veicolo di raffreddamento alla pressione di 2 bar. Tale prova ha dato un esito negativo come prestazioni di raffreddamento come era da attendersi. Quindi si è proceduto all'utilizzazione del dispositivo di Fig. 7 variando la pressione dell'aria da 1 a 2 bar (con conseguente variazione della portata d'acqua) e la velocità di rotazione della tenuta (da 28 a 72 r.p.m.) si è ottenuto, come visibile dalla Fig. 8, un ottimo risultato di raffreddamento. Experimental tests were carried out, varying the degree of nebulization (ie the supply pressure of the air entering the hole 91 which also determines the water flow rate). The first test was carried out at a rotation speed of 28 rpm with air supply only as a cooling vehicle at a pressure of 2 bar. This test gave a negative result in cooling performance as was to be expected. Then the device of Fig. 7 was used by varying the air pressure from 1 to 2 bar (with consequent variation of the water flow) and the rotation speed of the seal (from 28 to 72 r.p.m.) obtained, as shown in Fig. 8, an excellent cooling result.

Alle presenti forme di realizzazione dell’invenzione possono essere apportate numerose variazioni e modifiche di dettaglio, alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse. Numerous variations and detailed modifications can be made to the present embodiments of the invention, within the reach of a person skilled in the art, however falling within the scope of the invention expressed by the attached claims.

Claims

CLAIMS 1) Sealing group (100) for pumps and mixers of fluids comprising: - a flange (2) intended to be fixed to a fixed frame of said mixer or pump, - a rotating shaft (1) mounted rotatably within the flange (2), - a channel (3) obtained in said flange (2) into which the fluid treated by said mixer or pump enters, - a first sliding ring (4) integral with said rotating shaft (1), e - a second sliding ring (5) connected to said flange (3) so as to be in contact with the first sliding ring (4) to generate a seal to the treated fluid, characterized in that said sealing assembly (100) further comprises a rotating device (6), rotatably mounted within said channel (3) for the inlet of the treated fluid, to remove the treated fluid from an area (30) adjacent to said sliding rings (4, 5 ).

2) Sealing unit (100) according to claim 1, characterized in that said rotating device (6) is arranged in said channel (3) in such a way as to generate, during its rotation, a depression in said area (30) adjacent to said sliding rings (4, 5), so as to favor the circulation of a cooling fluid which, by filling the area (30), favors the cooling of the sliding rings (4, 5).

3) Sealing assembly (100) according to claim 2, characterized in that said rotating device (6) comprising a plurality of blades (63), fins, baffles or threads, able to generate a vacuum in the area (30) to suck the cooling fluid of the sliding rings (4,5) and moving the process fluid processed by the pump or mixer away from said area (30).

4) Sealing unit (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that said rotating device is a ring nut (6) made integral with said rotating shaft (1).

5) Sealing assembly (100) according to any one of claims 2 to 4, characterized by the fact that in said flange (2) at least one duct (20) open towards the outside and leading into said adjacent area (30) is obtained to said sliding rings (4, 5), so as to feed a cooling, washing or lubrication fluid which is sucked into said area (30) adjacent to said sliding rings (4, 5) thanks to the rotation of said rotating device (6 ).

6) Sealing assembly (100) according to claim 5, characterized in that it comprises a swing-type cooling fluid supply system, comprising a tank (7) arranged above said duct (20) for feeding the cooling fluid.

7) Sealing group (100) according to claim 5, characterized in that it comprises a cooling fluid supply system of the forced type, comprising a pump (8) which pressurizes the cooling fluid towards said duct (20) cooling fluid supply.

8) Sealing assembly (100) according to claim 5, characterized in that it comprises a nebulization nozzle (9) arranged in said cooling fluid supply duct (20), to supply a nebulized fluid with pressurized air.

9) Sealing group (100) according to any one of claims 5 to 8, characterized in that said cooling fluid is water.