ITBO20110275A1 - Motore sommerso - Google Patents

Description

Descrizione

MOTORE SOMMERSO

Campo tecnico

La presente invenzione ha per oggetto un motore sommerso, destinato in particolare all'impiego in accoppiamento a pompe sommerse.

Arte nota

È noto che per svuotare pozzi o altri tipi di invasi simili sono generalmente utilizzate, sia per uso civile che industriale, apposite elettropompe sommerse. Le elettropompe sommerse note prevedono generalmente un corpo di mandata all’interno del quale à ̈ collocato un organo girante in comunicazione con l’ambiente esterno; il corpo della pompa à ̈ accoppiato assialmente a un motore elettrico atto ad azionare in rotazione l'organo girante.

Sono stati pertanto realizzati motori sommersi che sono idonei a essere immersi in pozzi e simili e sono accoppiabili alla lanterna di una pompa, ad esempio pompe sommerse centrifughe e periferiche. I motori sommersi noti prevedono generalmente una camicia tubolare di foggia cilindrica, all'interno della quale à ̈ inserito coassialmente un gruppo motore elettrico. Opportuni mezzi di chiusura sono atti a isolare il vano di alloggiamento del gruppo motore all'interno della camicia dal fluido presente all’esterno della stessa camicia. L'albero motore, azionato dal suddetto motore elettrico, à ̈ supportato in rotazione da appositi organi volventi, ad esempio convenzionali cuscinetti a sfere. In particolare il cuscinetto inferiore, disposto al di sotto del motore, à ̈ usualmente del tipo cosiddetto reggispinta, per assorbire le spinte assiali sull'albero motore.

Un aspetto problematico dei motori sommersi di tipo noto riguarda la protezione del motore elettrico e delle connessioni elettriche dal liquido trasferito dall’organo di pompaggio. A tale scopo, la camicia dei motori sommersi definisce una camera che à ̈ separata, mediante organi di tenuta meccanici, sia dal liquido presente all’esterno della stessa camicia, che dal liquido che attraversa l’organo di pompaggio.

A tale problema à ̈ correlata la necessità di ispezionare gli organi operativi presenti all’interno della camicia esterna. Tali motori sommersi possono infatti operare su liquidi che, anche se filtrati, trascinano comunque particelle di sabbia e simili. Nei motori sommersi di tipo noto risulta difficoltoso combinare l’esigenza di una perfetta protezione del motore elettrico con un agevole montaggio delle diverse parti. In particolare risulta sovente problematico assicurare, in fase di montaggio, la perfetta coassialità dell'albero motore e dei componenti ad esso associati, per garantire un corretto funzionamento.

Presentazione dell’invenzione

Il compito della presente invenzione à ̈ quello di risolvere i problemi citati, escogitando un motore sommerso che assicuri una affidabile protezione degli organi motori dal liquido circostante.

Nell'ambito di tale compito, Ã ̈ ulteriore scopo della presente invenzione quello di fornire un motore sommerso che consenta un agevole e rapido montaggio.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di fornire un motore sommerso di semplice concezione costruttiva e funzionale, dotato di funzionamento sicuramente affidabile, di impiego versatile, nonché di costo relativamente economico.

Gli scopi citati vengono raggiunti, secondo la presente invenzione, dal motore sommerso in bagno d'olio secondo la rivendicazione 1.

Secondo la presente invenzione, il motore sommerso prevede mezzi di chiusura atti a isolare superiormente il vano di alloggiamento del gruppo motore, impegnando perifericamente la superficie interna della camicia esterna, e dotati assialmente di un organo volvente reggispinta atto ad essere bloccato su un tratto superiore dell'albero motore per assorbire le spinte assiali agenti sullo stesso albero motore.

Una prerogativa del motore sommerso secondo la presente invenzione à ̈ costituita dal fatto che detti mezzi di chiusura definiscono un vano interno nel quale trovano alloggiamento un primo gruppo di tenuta meccanica e un secondo gruppo di tenuta meccanica, rispettivamente inferiore e superiore, innestati sul detto albero motore.

Una ulteriore prerogativa del motore sommerso secondo la presente invenzione à ̈ data dal fatto di prevedere mezzi di connessione del detto organo motore a una alimentazione elettrica, comprendenti un connettore maschio vincolato a tenuta ai detti mezzi di chiusura mediante mezzi di bloccaggio elastico e atto a essere collegato a un connettore femmina esterno.

Breve descrizione dei disegni

I particolari dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita del motore sommerso secondo l’invenzione, illustrato a titolo indicativo negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 mostra una vista laterale del motore sommerso in oggetto;

la figura 2 ne mostra una vista in sezione assiale;

la figura 3 mostra una vista di dettaglio di una porzione superiore del motore sommerso in oggetto, secondo la sezione assiale di fig.2;

le figure 4 e 5 mostrano rispettivamente una vista di dettaglio di una porzione superiore del motore sommerso in oggetto, in sezione secondo diversi piani assiali.

Forme di realizzazione dell’invenzione

Con particolare riferimento a tali figure, si à ̈ indicato nell’insieme con 1 il motore sommerso in oggetto, del tipo cosiddetto in bagno d'olio. Il motore sommerso 1 à ̈ dotato di una camicia esterna 2 di foggia cilindrica, all'interno della quale à ̈ montato l'organo motore elettrico 3 che mette in rotazione l'albero motore 4; l'organo motore 3 à ̈ costituito da uno statore 13 e da un rotore 14 calettato sull'albero motore 4. L'albero motore 4 à ̈ portato girevole inferiormente da un cuscinetto volvente 5, ad esempio un cuscinetto radiale a sfere, che à ̈ supportato all'interno di una sede definita da un coperchio 6 inferiore; il coperchio 6 à ̈ conformato sostanzialmente a bicchiere ed à ̈ innestato all'interno della camicia 2 fino a riscontro sul fianco di una gola anulare 12 sagomata dalla stessa camicia 2.

Al di sotto del coperchio 6 inferiore, all'interno della camicia 2 à ̈ montato un organo di occlusione 10 inferiore atto a chiudere alla base il vano di alloggiamento dell'organo motore 3 definito all'interno della camicia 2. L'organo di occlusione 10 à ̈ preferibilmente dotato di una porzione 11 di materiale elastico atta a impegnare circonferenzialmente la superficie interna della camicia 2 e un organo di serraggio 15 atto a operare l’espansione radiale di detta porzione 11 di materiale elastico, in modo da serrare la stessa porzione 11 di materiale elastico contro la superficie interna della camicia 2, come meglio illustrato nella domanda di brevetto EP 2300 717.

Superiormente invece l'albero motore 4 si estende per un tratto di opportuna lunghezza al di sopra dell'organo motore elettrico 3. In corrispondenza di tale tratto, l'albero motore 4 attraversa un organo di occlusione 20 superiore atto a chiudere alla sommità il vano di alloggiamento dell'organo motore 3. L'organo di occlusione 20 comprende un corpo tubolare 21 di supporto dell'albero motore 4 che definisce al proprio interno la sede di alloggiamento per un organo volvente 22, in particolare costituito da un cuscinetto a sfere del tipo cosiddetto reggispinta. La parte esterna dell'organo volvente 22 reggispinta à ̈ bloccata fra uno spallamento interno 23 del corpo tubolare 21 e un anello 24 inserito in una corrispondente gola anulare dello stesso corpo tubolare 21; la parte interna dell'organo volvente 22 reggispinta à ̈ invece bloccata fra uno spallamento dell'albero motore 4 e un anello 25 inserito in una corrispondente gola anulare dello stesso albero motore 4; l'anello 25 à ̈ preferibilmente realizzato mediante una coppia di elementi semicircolari tenuti radialmente da un coperchio 25a di foggia anulare.

Il corpo tubolare 21 conforma una corona anulare 26, di foggia sostanzialmente cilindrica, che à ̈ atta a impegnare la superficie interna della camicia 2. Sulla corona 26 sono praticate opportune gole anulari per l'inserimento di una coppia di anelli di elastomero 27 aventi funzione di guarnizione meccanica, del tipo noto come O-ring.

Al di sopra del corpo tubolare 21 di supporto, l'organo di occlusione 20 prevede un coperchio superiore 30 presentante un'apertura assiale per il passaggio del tratto terminale dell'albero motore 4 e atto a impegnare con una porzione periferica 31 la superficie interna della camicia 2. Fra la porzione periferica 31 del coperchio superiore 30 e la corona anulare 26 del corpo tubolare 21 Ã ̈ previsto un anello di bloccaggio 28, atto opportunamente a impegnare una corrispondente gola realizzata sulla camicia 2.

È da osservare che il coperchio 30 conforma inferiormente un vano anulare nel quale si innesta una corrispondente porzione superiore del corpo tubolare 21. Un O-ring 29 à ̈ disposto fra un risalto 32 anulare del coperchio superiore 30 e una sede anulare definita dal corpo tubolare 21.

Il coperchio superiore 30 Ã ̈ serrato al corpo tubolare 21 dell'organo di occlusione 20 mediante una serie di organi tiranti 33 angolarmente distribuiti. I tiranti 33 sono passanti attraverso opportuni fori praticati nella porzione periferica 31 del coperchio superiore 30 e si avvitano, con una porzione filettata, in corrispondenti sedi filettate praticate perifericamente al corpo tubolare 21 (si veda in particolare fig. 5).

Il coperchio superiore 30 e il corpo tubolare 21 dell'organo di occlusione 20 presentano inoltre opportuni fori di passaggio dei cavi di connessione dell'organo motore 3 all'alimentazione elettrica. In particolare, tale connessione elettrica à ̈ realizzata mediante un connettore maschio 7 inserito dal lato del motore e un connettore femmina 8, opportunamente resinato, dal lato del cavo. Al connettore maschio 7 à ̈ associato un organo di bloccaggio 17 elastico che assolve altresì alla funzione di mantenere la precarica di chiusura del connettore femmina 8. Sul connettore maschio 7 à ̈ montato un O-ring 9 che coopera con l'organo di bloccaggio 17 elastico a realizzare la tenuta all'uscita del fluido lubrificante o all'ingresso di liquido dal pozzo.

Fra il coperchio superiore 30 e il corpo tubolare 21 à ̈ definito un vano interno nel quale trovano alloggiamento un primo gruppo di tenuta meccanica 34 e un secondo gruppo di tenuta meccanica 35, rispettivamente inferiore e superiore, innestati sull'albero motore 4 in modo di per sé noto. I gruppi di tenuta meccanica 34, 35 sono separati da un diaframma 36, montato a tenuta, mediante un O-ring 37, all'interno del corpo tubolare 21. I gruppi di tenuta meccanica 34, 35 sono tenuti in appoggio rispettivamente sugli anelli di bloccaggio 38, 39 montati sull'albero motore 4.

La camera superiore del fluido lubrificante à ̈ in comunicazione con l'esterno mediante un'apertura radiale 40 praticata nel coperchio superiore 30. L'apertura radiale à ̈ chiusa, in uso, mediante un soffietto 41 di materiale del tipo della gomma atto a garantire l'equilibrio delle pressioni interna ed esterna nella camera superiore del fluido lubrificante.

Al di sopra del coperchio superiore 30, sull'albero motore 4 Ã ̈ inoltre montato un organo parasabbia 8.

Il funzionamento del motore sommerso risulta facilmente comprensibile dalla descrizione che precede.

Dopo aver montato all'interno della camicia 2 il coperchio 6 inferiore, portato a riscontro della gola anulare 12 sagomata dalla stessa camicia 2, si provvede a inserire lo statore 13 dell'organo motore 3. Si inserisce quindi all'interno della camicia 2 il gruppo formato dall'albero motore 4 recante premontati il rotore 14, il cuscinetto volvente 5, il cuscinetto reggispinta 22 bloccato all'interno del corpo tubolare 21 dell'organo di occlusione 20 con i relativi organi di guarnizione meccanica.

Si posizionano successivamente, nell'ordine, il primo gruppo di tenuta meccanica 34, il diaframma 36, gli anelli di bloccaggio 28 e 39, il secondo gruppo di tenuta meccanica 35 e il coperchio 30 superiore, con i relativi organi di guarnizione meccanica. Il coperchio 30 superiore viene serrato al corpo tubolare 21 mediante i tiranti 33. È da osservare che l'avvitamento dei tiranti 33 determina uno spostamento assiale del corpo tubolare 21 assieme al gruppo formato dall'albero 4 con il cuscinetto reggispinta 22 e le tenute meccaniche 34, 35.

Si provvede inoltre a montare i mezzi di chiusura 10 che isolano inferiormente il vano di alloggiamento del gruppo motore 3 all'interno della camicia 2 dal fluido presente all’esterno della stessa camicia 2. A montaggio completato, il vano di alloggiamento del gruppo motore risulta perfettamente isolato dal liquido alimentato dal gruppo di pompaggio e dal liquido presente all’esterno della camicia, grazie all’azione dei mezzi di chiusura 10, 20.

Il motore sommerso in oggetto raggiunge lo scopo di assicurare una affidabile protezione dell’organo motore dal liquido circostante.

Una prerogativa del motore sommerso in oggetto à ̈ costituita dal fatto che la spinta assiale sull'albero motore 4 assorbita dal cuscinetto reggispinta 22 associato al corpo tubolare 21 e bloccato su un tratto superiore dell'albero motore 4. Ciò consente di ottenere una maggiore precisione in fase di montaggio e il controllo sulle quote assiali relative alle tenute meccaniche e alla sporgenza dell'albero 4.

Un altro vantaggio del motore sommerso in oggetto à ̈ dato dal fatto che la connessione elettrica dell'organo motore 3 à ̈ realizzata mediante un connettore maschio 7 vincolato all'organo di occlusione 20 superiore senza l'impiego di viti di fissaggio. Ciò rende possibile un agevole e rapido smontaggio per ispezionare la parte superiore del motore.

Un ulteriore vantaggio del motore sommerso in oggetto à ̈ fornito dalla presenza di due tenute meccaniche 34, 35 e dalla doppia compensazione della pressione che si realizza mediante la porzione 11 di materiale elastico dell'organo di occlusione 10 inferiore e il soffietto elastico 41 di chiusura dell'apertura radiale 40 praticata nel coperchio superiore 30.

L'apparecchiatura descritta a titolo esemplificativo à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti a seconda delle diverse esigenze.

Nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali impiegati, nonché la forma e le dimensioni, possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Laddove le caratteristiche tecniche menzionate in ogni rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono stati inclusi al solo scopo di aumentare la comprensione delle rivendicazioni e di conseguenza essi non hanno alcun valore limitativo sullo scopo di ogni elemento identificato a titolo d’esempio da tali segni di riferimento.

Claims (8)

1. Rivendicazioni 1) Motore sommerso in bagno d'olio comprendente una camicia (2) esterna di foggia tubolare; un gruppo motore elettrico (3) inserito coassialmente nella detta camicia (2); mezzi di chiusura (10, 20) atti a isolare un vano di alloggiamento del detto gruppo motore (3) all'interno della detta camicia (2) dal fluido presente all’esterno della stessa camicia (2); caratterizzato dal fatto che detti mezzi di chiusura (10, 20) comprendono un organo di occlusione (20) superiore atto a impegnare perifericamente la superficie interna di detta camicia (2) e dotato assialmente di un corpo tubolare (21) di supporto dell'albero motore (4), recante, al suo interno, un organo volvente (22) reggispinta atto ad essere bloccato su un tratto superiore di detto albero motore (4) per assorbire le spinte assiali sullo stesso albero motore (4).
2. 2) Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che al di sopra del corpo tubolare (21) di supporto dell'albero motore (4), detto organo di occlusione (20) prevede un coperchio superiore (30) presentante un'apertura assiale per il passaggio del tratto terminale dello stesso albero motore (4) e atto a impegnare con una porzione periferica (31) la superficie interna della detta camicia (2).
3. 3) Motore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che fra il detto coperchio superiore (30) e il detto corpo tubolare (21) Ã ̈ definito un vano interno nel quale trovano alloggiamento un primo gruppo di tenuta meccanica (34) e un secondo gruppo di tenuta meccanica (35), rispettivamente inferiore e superiore, innestati sul detto albero motore (4).
4. 4) Motore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti gruppi di tenuta meccanica (34, 35) sono separati da un diaframma (36), montato a tenuta all'interno del detto corpo tubolare (21).
5. 5) Motore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto coperchio superiore (30) Ã ̈ in comunicazione con l'esterno mediante un'apertura radiale (40) chiusa, in uso, mediante un soffietto (41) di materiale elastico atto a garantire l'equilibrio delle pressioni interna e esterna.
6. 6) Motore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto coperchio superiore (30) Ã ̈ serrato al detto corpo tubolare (21) mediante una serie di organi tiranti (33) passanti attraverso rispettivi fori praticati in una porzione periferica (31) del detto coperchio superiore (30) e dotati di una porzione filettata per avvitarsi in corrispondenti sedi filettate praticate perifericamente al corpo tubolare (21).
7. 7) Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto organo di occlusione (20) superiore à ̈ dotato di mezzi di connessione del detto organo motore (3) a una alimentazione elettrica, comprendenti un connettore maschio (7) vincolato a tenuta allo stesso organo di occlusione (20) mediante mezzi di bloccaggio (17) elastico e atto a essere collegato a un connettore femmina (8) esterno.
8. 8) Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto corpo tubolare (21) conforma una corona anulare (26), di foggia sostanzialmente cilindrica, atta a impegnare la superficie interna della detta camicia (2).