ITCR20110002A1 - Elettropompa centrifuga per aspirazione di fluidi aeriformi con dispositivo anti-infiltrazione di liquidi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell’Invenzione Industriale dal titolo:

ELETTROPOMPA CENTRIFUGA PER ASPIRAZIONE DI FLUIDI AERIFORMI CON DISPOSITIVO ANTI-INFILTRAZIONE DI LIQUIDI

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda il settore delle macchine operatrici a fluido aeriforme.

In particolare la presente invenzione riguarda un dispositivo antiinfiltrazione di liquidi per pompe ed aspiratori centrifughi mono o multistadio azionati da un motore elettrico, particolarmente adatti all’impiego come pompe per vuoto in macchine aspirapolvere e lavapavimenti, per la pulizia di superfici mediante aspirazione di aria contenente polveri, schiume o liquidi, impiegate sia in uso domestico che in uso industriale e professionale.

Le elettropompe centrifughe per aspirazione di fluidi aeriformi di tipo tradizionale comprendono essenzialmente un motore elettrico ad elevato numero di giri e una scatola di aspirazione cilindrica provvista di una bocca di ingresso per l’aspirazione del fluido e di almeno una luce d’uscita per lo scarico del fluido stesso. Il movimento del fluido nella camera interna a detta scatola à ̈ provocato da almeno una girante, o ventola, in essa contenuta, calettata sull’asse di detto motore elettrico.

In corrispondenza dell’innesto tra il coperchio di detta scatola di aspirazione e l’albero principale del motore elettrico, per consentire la rotazione dell’albero e dei componenti su di esso fissati, à ̈ interposto un cuscinetto a sfera, inserito in una cavità anulare.

Una simile pompa à ̈ normalmente utilizzata negli aspirapolvere o lavapavimenti per mettere in depressione un serbatoio di raccolta in cui si deposita la polvere o il liquido contenuti nel flusso d’aria aspirato.

Tali elettropompe centrifughe per fluidi aeriformi presentano un grave inconveniente: durante l’uso, a causa delle pressioni di lavoro e del differenziale di pressione che si crea tra la scatola di aspirazione e la zona del motore, in prossimità del cuscinetto di innesto dell’albero motore nella scatola di aspirazione, a causa della geometria dei componenti e delle tolleranze dimensionali in gioco, si possono verificare dei trafilamenti di liquido verso la zona occupata motore. I liquidi, o anche solo la schiuma o l’umidità dell’aria aspirata, possono danneggiare il cuscinetto a sfere di supporto dell’albero motore, provocandone l’ossidazione, un’usura accelerata, una diminuzione dell’efficienza ed aumentandone la rumorosità.

Svantaggiosamente si rendono necessarie varie operazioni di manutenzione e sostituzione dei pezzi con i relativi costi aggiuntivi.

Una soluzione a questo problema à ̈ affrontata nel brevetto N. US 6 472 786 ove à ̈ descritto un dispositivo di tenuta ai liquidi per un’elettropompa centrifuga, atto ad impedire la migrazione di umidità lungo l’albero verso il motore.

Detto dispositivo di tenuta à ̈ realizzato mediante una guarnizione ad anello disposta nella cavità anulare attorno all’albero ed atta a deformarsi per schiacciamento, grazie alla forza esercitata dal coperchio della scatola aspirante su una rondella metallica associata al cuscinetto.

Detta guarnizione à ̈ fissa su detto coperchio e l’albero motore ruota strisciando su di essa.

La tenuta a chiusura dello spazio che si realizza tra l’albero, il cuscinetto e la rondella metallica à ̈ garantita dal contatto tra il bordo interno di detta guarnizione ad anello e l’albero stesso.

Svantaggiosamente il punto di contatto e chiusura à ̈ molto piccolo, quasi un semplice appoggio, e quindi le prestazioni risultano scarse e di rapido peggioramento con l’usura della guarnizione.

Ancor più svantaggiosamente la deformabilità della guarnizione ad anello deve essere ben calcolata e calibrata esattamente in base allo spazio che deve andare ad occupare durante la sua compressione: la progettazione e la scelta di ogni singola guarnizione diventa un lavoro di precisione e delicato e non facilita la riproducibilità in serie delle elettropompe.

Man mano che la guarnizione ad anello si usura, la tenuta diminuisce e non avviene alcun tipo di compensazione, ma si à ̈ obbligati ad intervenire con la sostituzione del pezzo, ed i relativi costi aggiuntivi e perdite di tempo.

La superficie su cui agisce la guarnizione per sfregamento, ovvero la superficie esterna dell’albero motore, deve essere opportunamente trattata per ottenere particolari riduzioni dei valori di rugosità. Ciò à ̈ piuttosto complicato e oneroso da realizzare su superfici curve.

L’invenzione ha come scopo quello di superare questi limiti, realizzando un’elettropompa centrifuga per aspirazione di fluidi aeriformi provvista di un dispositivo anti-infiltrazione di liquidi a difesa del cuscinetto di supporto dell’albero motore.

Ancora scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un dispositivo anti-infiltrazione altamente affidabile, di facile montaggio, adattabile a qualsiasi albero motore, con una maggiore durata, che eviti o riduca i mezzi accessori di fissaggio e contenga i costi di costruzione.

Gli scopi sono raggiunti con un’elettropompa centrifuga per aspirazione di fluidi aeriformi con dispositivo anti-infiltrazione di liquidi, comprendente:

- un motore elettrico dotato di un albero;

- una scatola di aspirazione cilindrica associata a detto motore, provvista di una bocca di ingresso per il fluido aeriforme posta centralmente rispetto ad una base di detta scatola, almeno una luce di scarico disposta sulla sua superficie laterale ed un coperchio di chiusura atto a fungere anche da basamento per detto motore;

- almeno una ventola, calettata su detto albero e messa in movimento da detto motore, atta ad aspirare un flusso d’aria da detta bocca, centrifugarlo e scaricarlo esternamente a detta scatola di aspirazione attraverso detta almeno una luce di scarico;

- un cuscinetto interposto tra detto albero e detta base di detta scatola di aspirazione;

- un dispositivo anti-infiltrazione di liquidi disposto tra detto motore elettrico e detta scatola di aspirazione, provvisto di una guarnizione,

caratterizzata dal fatto che detta guarnizione ruota con detto albero motore e comprende un corpo principale cilindrico associato all’albero stesso, ed un labbro di tenuta di forma tronco-conica che coopera con la faccia piana di un anello metallico, provvisto tra il cuscinetto ed il coperchio di detta scatola di aspirazione, per realizzare una chiusura stagna della scatola stessa.

In particolare, detta guarnizione à ̈ del tipo V-Ring, con corpo e labbro di tenuta elastici.

Secondo un aspetto dell’invenzione tra detto albero motore e detta guarnizione à ̈ interposto un distanziale.

I vantaggi del trovato sono i seguenti.

Il vantaggio principale consiste nell’ottima tenuta ai liquidi realizzata tra la scatola di aspirazione di detta elettropompa centrifuga ed il suo motore elettrico, grazie alla forma ed alla tipologia di guarnizione utilizzata, nonchà ̈ alla relativa modalità di posizionamento.

La guarnizione infatti lavora in modo ottimale sfregando per strisciamento su un piano di riscontro perpendicolare all’asse dell’albero stesso.

La guarnizione utilizzata presenta inoltre i seguenti vantaggi:

- à ̈ estremamente facile da montare, l’operazione può essere eseguita con o senza l’ausilio di un semplice attrezzo, allargando il diametro interno del corpo ad anello cilindrico per essere calzato sull’albero;

- Ã ̈ dotata di un basso attrito e quindi genera perdite di carico molto basse;

- può funzionare anche a secco;

- grazie alla natura elastica non richiede che le superfici di contatto abbiano particolari valori di rugosità;

- non arreca viceversa nessuna usura all’albero motore e per esso non richiede valori particolari di tolleranza e rugosità;

- una sola guarnizione à ̈ facilmente adattabile a differenti diametri di albero motore.

Il dispositivo anti-infiltrazione secondo l’invenzione, grazie alla cooperazione tra i componenti, al loro posizionamento ed alla conformazione della guarnizione, garantisce una tenuta perfetta anche in caso di parziale usura della guarnizione stessa: il consumo progressivo del labbro di tenuta à ̈ compensato per effetto della pressione esterna generata nella scatola di aspirazione che si esercita sulla guarnizione stessa, che provvede comunque a definire il suo contatto sulla faccia piana dell’anello metallico di riscontro.

Ancor più vantaggiosamente la totale assenza di trafilamenti di liquidi verso il cuscinetto preserva quest’ultimo da possibili usure e danneggiamenti, evita che si arrugginisca e diventi quindi rumoroso nel suo funzionamento.

Ulteriore vantaggio consiste nella semplicità con cui detta guarnizione viene mantenuta in posizione grazie alla sola pressione di lavoro interna all’elettropompa, senza l’aggiunta di componenti di fissaggio e sistemi di serraggio particolari.

Questi ed altri vantaggi saranno maggiormente evidenti nel seguito, in cui viene descritta una modalità preferita di realizzazione dell’invenzione, a titolo esemplificativo e non limitativo, e con l’aiuto delle figure dove:

le Figg. 1 e 4 rappresentano, rispettivamente in sezione trasversale ed in una vista assonometrica sezionata, una pompa centrifuga per aspirazione di fluidi aeriformi provvista di un dispositivo antiinfiltrazione di liquidi secondo l’invenzione;

la Fig. 2 rappresenta, in sezione trasversale, un particolare della pompa di Fig.1;

la Fig. 3 rappresenta, in sezione trasversale, un particolare della pompa secondo una possibile variante dell’invenzione.

Con riferimento alle Figg. 1, 2 e 4, à ̈ mostrata un’elettropompa centrifuga per aspirazione di fluidi aeriformi provvista di un dispositivo anti-infiltrazione di liquidi secondo un modo preferito di realizzazione dell’invenzione.

Detta elettropompa 1 à ̈ costituita essenzialmente da un motore elettrico 2 dotato di un albero 3 di trasmissione, da una scatola di aspirazione 4 e da ventole 8 atte a movimentare un flusso d’aria F.

Detta scatola di aspirazione 4 ha forma cilindrica, comprende un fondo circolare provvisto di una bocca di aspirazione 5 posta al centro ed una superficie laterale provvista di almeno una luce di scarico 6, ed à ̈ associata a detto albero 3 con l’interposizione di un cuscinetto 9. Detta scatola 4 à ̈ chiusa superiormente da un coperchio 7 atto a fungere anche da basamento per detto motore 2.

Dette ventole 8 sono calettate su detto albero di trasmissione 3 e sono messe in movimento da detto motore 2.

Tra detto albero motore 3 e detto coperchio 7 si realizza una cavità anulare 18 atta ad alloggiare detto cuscinetto 9.

In corrispondenza di detta cavità anulare 18 à ̈ posto il dispositivo anti-infiltrazione 10 secondo l’invenzione.

Con particolare riferimento alla Fig. 2, il dispositivo anti-infiltrazione di liquidi 10 comprende una guarnizione 11 ed un anello metallico 12. Detta guarnizione 11 comprende un corpo principale 13 ad anello cilindrico, con diametro interno adatto a calzare su detto albero 3, ed un labbro di tenuta 14 di forma tronco-conica.

La guarnizione 11 Ã ̈ del tipo V-Ring, con corpo 13 e labbro di tenuta 14 elastici.

Detta guarnizione 11 à ̈ disposta coassialmente su detto albero motore 3 e ruota con esso, eventualmente con l’interposizione di un distanziale di chiusura 15, mentre sul coperchio 7 di detta scatola di aspirazione à ̈ associato un anello metallico 12 atto a fungere da piano di riscontro per lo strisciamento del labbro di tenuta 14 di detta guarnizione 11.

Guarnizioni di questo tipo sono normalmente realizzate in gomma nitrilica.

Tra detto anello metallico 12, il coperchio 7 ed il cuscinetto 9 à ̈ interposta una riduzione in gomma 16 con la funzione di adattare la sede della cavità anulare 18 e trattenere il cuscinetto 9.

Con riferimento alla Fig. 3, detta riduzione in gomma 16 Ã ̈ in modo equivalente sostituita con una rondella ondulata 17.

Le modalità di funzionamento del dispositivo anti-infiltrazione di liquidi sono le seguenti.

La guarnizione a V-Ring viene montata sull’albero motore 3 e ruota con esso. Il corpo principale 13 viene montato con interferenza sull’albero 3 e mantiene il labbro 14 in posizione. In particolare il labbro 14 realizza la tenuta ai liquidi contro il piano di riscontro dell’anello metallico 12, disposto perpendicolarmente all’albero 3. Nell’uso, l’elasticità del labbro di tenuta 14 e la pressione elevata all’interno della scatola di aspirazione 4 aiutano a mantenere premuto il distanziale 15 sul coperchio 7 comprimendo anche la guarnizione 11. Il labbro 14 si deforma aumentando la sua superficie di appoggio sull’anello metallico 12 ed impedendo quindi ad eventuali liquidi di trafilare all’interno del motore 2.

L’invenzione, come descritta ed illustrata, consente di raggiungere gli obiettivi e gli scopi prefissati e nella pratica à ̈ chiaro che tutti i dettagli costruttivi potranno essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti, così come i materiali, le forme e le dimensioni potranno variare a seconda delle esigenze, senza che per questo siano abbandonati gli scopi di protezione delle rivendicazioni.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1) Elettropompa centrifuga (1) per aspirazione di fluidi aeriformi con dispositivo anti-infiltrazione di liquidi, comprendente: - un motore elettrico (2) dotato di un albero (3); - una scatola di aspirazione (4) cilindrica associata a detto motore (2), provvista di una bocca di ingresso (5) per il fluido aeriforme posta centralmente rispetto ad una base (4’) di detta scatola, almeno una luce di scarico (6) disposta sulla sua superficie laterale (4†) e di un coperchio di chiusura (7) atto a fungere anche da basamento per detto motore (2); - almeno una ventola (8), calettata su detto albero (3) e messa in movimento da detto motore (2), atta ad aspirare un flusso d’aria (F) da detta bocca (5), centrifugarlo e scaricarlo esternamente a detta scatola di aspirazione (4) attraverso detta almeno una luce di scarico (6); - un cuscinetto (9) interposto tra detto albero e detta base di detta scatola di aspirazione; - un dispositivo (10) anti-infiltrazione di liquidi disposto tra detto motore elettrico (2) e detta scatola di aspirazione (4), provvisto di una guarnizione (11), caratterizzata dal fatto che detta guarnizione (11) ruota con detto albero motore (3) e comprende un corpo principale cilindrico (13) associato all’albero stesso, ed un labbro (14) di tenuta di forma tronco-conica che coopera con la faccia piana di un anello metallico (12), provvisto tra il cuscinetto ed il coperchio (7) di detta scatola di aspirazione (4) per realizzare una chiusura stagna della scatola stessa.
2. 2) Elettropompa centrifuga (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta guarnizione (11) Ã ̈ del tipo V-Ring con corpo (13) e labbro di tenuta (14) elastici.
3. 3) Elettropompa centrifuga (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che tra detto albero motore (3) e detta guarnizione (11) Ã ̈ interposto un distanziale (15).