ITMC20070238A1

ITMC20070238A1 - Tenuta meccanica frontale per pompe, ad anelli striscianti con lubrificazione a fluido, di tipo perfezionata.

Info

Publication number: ITMC20070238A1
Application number: IT000238A
Authority: IT
Inventors: Didio Allegretti; Daniele Ficorilli
Original assignee: Meccanotecnica Umbra Spa
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2009-06-13
Also published as: WO2009074648A4; BRPI0822073A2; EP2232109A1; CN101896746B; US8220801B2; EP2232109B1; CN101896746A; WO2009074648A1; ES2531536T3; US20100259012A1

Description

DESCRIZIONE

“TENUTA MECCANICA FRONTALE PER POMPE, AD ANELLI STRISCIANTI CON LUBRIFICAZIONE A FLUIDO, DI TIPO PERFEZIONATA”.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente domanda di brevetto per invenzione ha per oggetto una tenuta meccanica frontale per pompe, ad anelli striscianti con lubrificazione a fluido, di tipo perfezionata . Per comprendere meglio il problema affrontato ed i vantaggi offerti dall’invenzione in parola è indispensabile accennare alla configurazione strutturale delle tradizionali tenute meccaniche frontali, ad anelli striscianti, attualmente reperibili su mercato.

Innanzitutto si precisa che una tenuta meccanica frontale comprende una coppia affiancata di anelli piatti, l’uno fisso (cosiddetto in gergo “contro-faccia” o “tenuta stazionaria” ) montato entro una apposita sede ricavata nel corpo-pompa, l’altro girevole ( nel gergo definito come “tenuta rotante” ) insieme con l’albero, montato su un collare di supporto che viene infilato e reso solidale all’albero della pompa .

Più precisamente detto collare di supporto del anello girevole è formato da una coppia affiancata e concentrica di collari :

- un primo collare ( altrimenti chiamato “corpo della tenuta” ) atto ad essere infilato e reso solidale all’albero della pompa ;

- ed un secondo collare, sul quale è fisicamente montata la “tenuta rotante”, perfettamente centrata rispetto all’albero della pompa.

Al fine di garantire una pressione di schiacciamento costante fra “tenuta rotante” e “contro-faccia“, nonostante l’usura inevitabile delle relative piste frontali di scivolo, è previsto che il secondo collare sia libero si scorrere assialmente rispetto al primo e sia costantemente soggetto alla spinta di molle interposte fra detto primo e detto secondo collare, le quali spingono costantemente “la tenuta rotante” contro la “tenuta stazionaria” .

Ciò significa che il secondo collare deve essere accoppiato al primo in modo tale da essere trascinato in rotazione dal primo collare, pur conservando la libertà di scorrere assialmente rispetto allo stesso primo collare .

Siffatto accoppiamento viene oggi realizzato tramite gli stessi grani radiali con cui il primo collare o “corpo delle tenuta“ viene serrato all’albero della pompa, prevedendo altresì che il secondo collare presenti un tratto posteriore (e cioè dal lato opposto a quello su cui è montata la “tenuta rotante”) infilato e centrato esattamente all’esterno di detto primo collare.

In corrispondenza di detto tratto posteriore di detto secondo collare sono ricavate alcune asole di scorrimento, il cui asse longitudinale risulta parallelo all’asse di rotazione della “tenuta rotante” .

All’interno di dette asole vengono infilati i grani radiali con cui il primo collare viene serrato sull’albero della pompa. La lunghezza di tali grani è tale che, a serraggio ultimato, una parte del loro gambo filettato permane comunque all’interno di dette asole, così da poter garantire la trasmissione del momento torcente dal primo al secondo collare.

E’ evidente che man mano che le anzidette piste di scivolo si usurano, il secondo collare scorre assialmente rispetto al primo, con conseguente recupero automatico ed istantaneo dei giochi intervenuti fra “tenuta stazionaria” e “tenuta rotante “ ; ciò proprio grazie alla previsione di dette asole di scorrimento che consentono per l’appunto lo scorrimento assiale del secondo collare rispetto ai grani di serraggio avvitati sul primo collare.

Uno degli inconvenienti che penalizzano maggiormente le tenute meccaniche frontali di tipo noto, sopra descritte, consiste nel danneggiamento dei componenti coinvolti nel sistema di trascinamento del secondo collare da parte del primo collare, con conseguente problemi di durata ed affidabilità della tenuta. .

Detto danneggiamento è imputabile al fatto che, durante il funzionamento della pompa, si genera un fenomeno di usura causato dal contatto energico tra la filettatura del grano di serraggio ed il bordo longitudinale della relativa asola di alloggiamento, usura che aumenta ad ogni fase di avviamento e fermata della pompa.

Questa usura provoca un malfunzionamento della tenuta in quanto il grano si incastra in una sorta di cratere da lui stesso scavato sul bordo dell’asola, perdendo quella libertà di scorrimento assiale che è indispensabile per garantire una aderenza sempre perfetta fra le piste di scivolo.

Va segnalato inoltre che nelle prime fasi di questo fenomeno di usura è necessario sostituire periodicamente i grani di serraggio, la cui filettatura subisce un rapido e forte deterioramento .

Scopo principale della presente invenzione è quello di porre rimedio agli inconvenienti sopra denunciati, progettando una nuova tenuta meccanica frontale per pompe, ad anelli striscianti con lubrificazione a fluido, in seno alla quale i grani di serraggio di detto secondo collare non sono più responsabili anche del trascinamento in rotazione del secondo collare.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di progettare una tenuta meccanica frontale per pompe, ad anelli striscianti con lubrificazione a fluido, di tipo perfezionato, la quale si presti ad essere consegnata al cliente preassemblata a quota di lavoro (e cioè con la “tenuta rotante “ già attestata contro la “controfaccia” con la prefissata pressione di schiacciamento), evitando all’operatore di effettuare scomode misure in fase di istallazione sulla pompa .

Le caratteristiche innovative della tenuta meccanica frontale secondo il trovato sono puntualizzate nella prima rivendicazione e nelle successive rivendicazioni dipendenti. La tenuta frontale secondo il trovato comprende una “controfaccia” o “tenuta stazionaria” di tipo tradizionale ed un collare di supporto della “tenuta rotante “ di tipo innovativo, pur se formato come al solito da un primo collare atto ad essere infilato e reso solidale per mezzo di grani di serraggio all’albero della pompa e da un secondo collare che supporta direttamente la “tenuta rotante” e che è libero di scorrere assialmente rispetto al primo.

La caratteristica innovativa di detto collare di supporto della “tenuta rotante” consiste nei mezzi di accoppiamento prismatico diretto fra detto primo collare, altrimenti detto “corpo della tenuta” e detto secondo collare.

Per accoppiamento prismatico diretto si intende un accoppiamento senza l’interposizione di mezzi estranei ai due membri da accoppiare.

Detti mezzi di accoppiamento prismatico diretto consistono in almeno una, preferibilmente più di una linguetta parallela all’asse di rotazione della “tenuta rotante” e sporgente dal bordo posteriore di detto secondo collare; detta linguetta è insediata con libertà di scorrimento assiale entro una corrispondente sede, scavata sulla superficie esterna del “corpo della tenuta” .

Detta linguetta reca un foro centrale per il passaggio del grano di serraggio del “corpo della tenuta”, che a sua volta presenta un foro radiale filettato proprio in corrispondenza della sede di alloggiamento della linguetta.

Il grano di serraggio presenta una lunghezza tale che, a serraggio ultimato, lo stesso grano non interferisce con il suo foro di passaggio ricavato sulla linguetta anzidetta, per cui non è più in grado di ostacolare lo scorrimento assiale del secondo collare.

Ciò significa che il grano di serraggio ha soltanto il compito di arrestare il “corpo della tenuta” sull’albero della pompa, mentre l’accoppiamento fra dette linguette longitudinali e le relative sedi di alloggiamento assicura la trasmissione del moto dal “corpo della tenuta” al secondo collare, pur lasciando quest’ultimo libero di scorrere assialmente rispetto al primo sotto la spinta delle solite molle interposte fra “corpo della tenuta” e secondo collare.

Per maggior chiarezza esplicativa la descrizione della tenuta meccanica frontale secondo il trovato prosegue con riferimento alle tavole di disegno allegate , riportate a titolo puramente esemplificativo e non limitativo, in cui :

- la fig. 1 mostra con una vista assonometria ed in esploso il “corpo della tenuta” e detto secondo collare, entrambi sezionati ;

- la fig. 2 è sostanzialmente identica alla fig. 1 con l’unica differenza di mostrare il “corpo della tenuta” e detto secondo collare , accoppiati fra loro ;

- le figure da 6 a 8 mostrano la sequenza delle varie fasi di montaggio della tenuta meccanica secondo il trovato;

- la fig. 9 è un ingrandimento di fig. 7 ;

- la fig. 10 è un ingrandimento di fig. 8 .

Con particolare riferimento alle figure 1, 2 e 3, la tenuta meccanica secondo il trovato comprende una “ contro-faccia ” (A) ed una “tenuta rotante” (B) .

La “tenuta rotante” (B) è montata a bordo di un collare di supporto formato da :

- un primo collare o “corpo della tenuta” (1) atto ad essere infilato e reso solidale all’albero (P) della pompa;

- e da un secondo collare (2) , sul quale è fisicamente montata la “tenuta rotante” (B), perfettamente centrata rispetto all’albero (P) della pompa .

Come evidenziato nelle figg. 9 e 10 il secondo collare (2) risulta affiancato al “corpo della tenuta ” (1), che si trova sul retro del secondo collare (2), il quale supporta frontalmente la “ tenuta rotante” (B) .

Nello steso tempo, però, il collare (2) abbraccia esternamente il “corpo della tenuta ” (1), il quale presenta un ralla frontale (1a) che funge da centraggio per il secondo collare (2), il quale presenta internamente, a sua volta, una gola anulare (2a), dove risulta esattamente infilata detta ralla (1a) .

La caratteristica innovativa della tenuta meccanica secondo il trovato consiste nel fatto che detto secondo collare (2) reca, in corrispondenza del suo bordo posteriore (2b), una o più, nella fattispecie tre, linguette (3) che sporgono assialmente verso il retro e che trovano alloggiamento in corrispondenti sedi (4) scavate sul “corpo della tenuta ” (1).

Ogni linguetta (3) reca un foro centrale (6) per il passaggio del grano di serraggio (7) del “corpo della tenuta” (1), che a sua volta presenta un foro radiale filettato (8) proprio in corrispondenza della sede (4) di alloggiamento della linguetta (3).

Come evidenziato in fig. 10, il grano di serraggio (7) presenta una lunghezza tale che, a serraggio ultimato, lo stesso grano (7) non interferisce con il suo foro di passaggio (6), per cui detto secondo collare (2) può scattare in avanti sotto la spinta delle molle (9) non appena viene meno l’interferenza fra detto grano (7) ed il relativo foro di passaggio (6) .

Alla luce della descrizione che precede, fatta con riferimento alla tavole di disegno allegate, risulterà ora più chiara l’affermazione secondo cui la tenuta meccanica frontale secondo il trovato si presta ad essere consegnata al cliente preassemblata a quota di lavoro .

A quest’ultimo proposito si richiama l’attenzione sulle modalità di montaggio della tenuta meccanica frontale secondo il trovato, illustrate nelle figure da 3 a 8.

La prima operazione da eseguire è l’inserimento della “contro-faccia” (A) nella sua sede ricavata nel corpo pompa. Il bloccaggio della “contro-faccia” (A) è garantito dalla contrapposizione frontale una flangia di ritegno (F) e dall’introduzione, nell’apposita asola di una spina antirotazione.

Successivamente viene calettata sull’albero (P) la “tenuta rotante” (B) la quale al momento della consegna presenta il secondo collare (2) bloccato sul “corpo della tenuta” (1) per mezzo dei grani (7) parzialmente abitati nei rispettivi fori (8), così da impedire lo scorrimento assiale del secondo collare (2) rispetto al “corpo della tenuta” (1).

In questo modo le molle (9) sono già caricate e forniscono una spinta assiale pari a quella di lavoro, prefissata in fase progettuale.

A questo punto una volta che le superficie delle piste di scivolo sono entrate in contrasto tra di loro, l’operatore deve soltanto fissare il “corpo della tenuta” (1) all’albero (P).

Esercitando una lieve pressione verso la “contro-faccia” (A) si procede ad avvitare i grani (7) fino a completo serraggio, allorquando detti grani perdono interferenza con detto foro (6), svincolando così il secondo anello (2) che scatta in avanti sotto la spinta delle molle (9).

Il carico delle molle (9) ora non grava più sui grani di fissaggio (7), bensì sulle piste di scivolo garantendo quella pressione necessaria affinché ci sia un contatto iniziale fra le piste di scivolo stesse ed affinché detto contatto venga mantenuto anche quando la tenuta è ferma onde prevenire perdite.

E’ evidente che nella tenuta secondo il trovato non c’è più il rischio che i grani di fissaggio (7) possano scalfire e danneggiare, come accade nelle tenute di tipo noto, il secondo collare (2).

Nella tenuta secondo il trovato, infatti, la trasmissione del momento torcente dal “corpo della tenuta” (1) al secondo collare (2) non avviene più attraverso mediate i grani di serraggio (7), bensì grazie all’accoppiamento prismatico diretto fra dette linguette (3) e le relative sedi (4), una delle cui sponde longitudinali (4a) entra in contatto con uno dei bordi longitudinali (3a) di dette linguette (3).

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Tenuta meccanica frontale per pompe, ad anelli striscianti con lubrificazione a fluido, del tipo comprendente una “tenuta rotante” (B) montata a bordo di un collare di supporto formato da : - un primo collare o “corpo della tenuta” (1) atto ad essere reso solidale all’albero (P) della pompa, mediante grani di serraggio (7); - e da un secondo collare (2), sul quale è fisicamente montata la “tenuta rotante” (B), perfettamente centrata rispetto all’albero (P) della pompa . - una o più molle (9) interposte fra detto “corpo della tenuta” (1) e detto secondo collare (2), che subisce la spinta assiale di dette molle (9); tenuta caratterizzata per il fatto di comprendere mezzi (3,4) atti a realizzare un accoppiamento prismatico fra detto “corpo della tenuta” (1) e detto secondo collare (2), i quali sono rispettivamente corredati di detti mezzi (4) e di detti mezzi (3).
2) Tenuta secondo la rivendicazione precedente caratterizzata per il fatto che detti mezzi (3,4 ) comprendono una o più linguette (3) che sporgono assialmente dal bordo posteriore (2b) del secondo collare (2) e che trovano alloggiamento in corrispondenti sedi (4) scavate sul “corpo della tenuta ” (1).
3) Tenuta secondo la rivendicazione precedente caratterizzata per il fatto che ogni linguetta (3) reca un foro centrale (6) per il passaggio di detto grano di serraggio (7) del “ corpo della tenuta” (1), che a sua volta presenta un foro radiale filettato (8) proprio in corrispondenza della sede (4) di alloggiamento della linguetta (3) e per il fatto che detto grano di serraggio (7) presenta una lunghezza tale che, a serraggio ultimato, lo stesso grano (7) non interferisce con il suo foro di passaggio (6).