ITMI20060200A1 - Pompa alternativa a membrana - Google Patents

Description

Titolo: "Pompa alternativa a membrana"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una pompa alternativa a membrana in accordo con il preambolo della rivendicazione 1.

Pompe alternative a membrana sono note nello stato della tecnica.

Una pompa alternativa a membrana comprende, tipicamente, una serie di pistoni alloggiati in cilindri i quali sono disposti adiacenti l'uno all'altro e definiscono camere operative di corsa dei pistoni. La pompa comprende inoltre camere operative di pompaggio destinate ad essere chiuse ed aperte tramite valvole di aspirazione, sul lato di aspirazione, e ad essere aperte e chiuse tramite valvole di mandata, sul lato di mandata.

Le camere operative di pompaggio e le camere operative di corsa del pistone sono separate tra loro da membrane alle quali viene trasmesso, mediante il fluido presente nelle camere operative di corsa del pistone, il lavoro realizzato dalla corsa del pistone nel suo movimento alternativo all'interno del cilindro.

Allo scopo di semplificare le connessioni tra le camere operative di pompaggio, di corsa del pistone e delle membrane, le camere di pompaggio sono disposte in asse con le camere di corsa del pistone.

Tale disposizione relativa delle camere operative di pompaggio e di corsa del pistone presenta, tuttavia, alcuni inconvenienti. Occorre rilevare, infatti, che la dimensione delle sezioni trasversali delle camere operative di pompaggio e di corsa del pistone in corrispondenza delle membrane sono notevolmente maggiori della dimensione della sezione dei pistoni. Per tale ragione, le camere operative di pompaggio possono essere disposte nella configurazione in asse con le rispettive camere operative di corsa del pistone solo a condizione di mantenere sufficientemente distanziati tra loro i cilindri .

Pertanto, un aumento del numero di cilindri e relative membrane e/o un aumento della sezione delle membrane esige un corrispondente aumento della distanza tra i cilindri o interasse della pompa. D'altra parte, un aumento della distanza tra i cilindri necessita un corrispondente adattamento dei sistemi di azionamento dei pistoni, con conseguente aumento dei costi, e determina un aumento delle dimensioni della testata della pompa e dell'ingombro complessivo della pompa.

Una soluzione a tale problema è stata proposta nel documento EP 380922 che descrive una pompa alternativa a membrana avente una pluralità di cilindri disposti adiacenti l'uno all'altro su una fila per definire camere operative per la corsa di un relativo pistone.

In accordo con tale tecnica nota, le camere operative di pompaggio associate alle adiacenti camere operative per la corsa del pistone sono disposte su differenti lati della fila di cilindri. In particolare, nel caso di una pompa a tre cilindri, la camera operativa di pompaggio associata al cilindro centrale è disposta come un'estensione del cilindro centrale, mentre le camere di pompaggio associate ai due cilindri laterali sono disposte lateralmente all'asse del cilindro centrale. La suddetta soluzione, pur riducendo i problemi riscontrati nelle pompe precedentemente note, presenta notevoli svantaggi ed introduce una serie di problematiche riguardo all'intercambiabilità dei pistoni.

Infatti, la particolare disposizione delle membrane proposta nel documento EP 380 922 impone l'utilizzo di pistoni con differente lunghezze, con conseguente impossibilità di intercambiare i pistoni, e determina differenti spazi nocivi per i due cilindri laterali rispetto al cilindro centrale con conseguente squilibrio complessivo della pompa. Occorre altresì notare che la presenza di camere di pompaggio e relative membrane laterali produce sforzi e quindi vibrazioni nella direzione trasversale al movimento dei pistoni.

Da quanto sopra esposto, emerge l'esigenza di disporre di una pompa alternativa con cilindri in linea che consenta di mantenere costante la distanza tra i cilindri e permetta l'intercambiabilità dei pistoni all'aumentare della dimensione delle membrane e/o del numero di cilindri.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di proporre una pompa alternativa la quale presenti caratteristiche strutturali e funzionali tali da soddisfare le suddette esigenze e da ovviare nel contempo agli inconvenienti riscontrati con riferimento alla tecnica nota.

Tale scopo viene raggiunto da una pompa alternativa in accordo con la rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della pompa alternativa secondo la presente invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di un esempio preferito di realizzazione, data a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:

- la figura 1 mostra una vista schematica in prospettiva in parziale sezione di una pompa alternativa secondo l'invenzione,

- la figura 2 mostra una vista frontale della pompa alternativa di figura 1,

- la figura 3 mostra una vista laterale in sezione della pompa alternativa di figura 1 lungo la linea di sezione III-III di figura 2, e

- la figura 4 mostra una vista in sezione della parte frontale della pompa alternativa di figura 1 lungo la linea di sezione IV-IV di figura 3.

Con riferimento alla figure allegate, con 1 è globalmente indicata una pompa alternativa.

La pompa 1 comprende un corpo di base stazionario 10, un albero motore 11 ed una pluralità di pistoni alternativi, indicati complessivamente con 2, i quali si estendono lungo rispettivi assi longitudinali, indicati con X-X, paralleli tra loro e giacenti su un piano Φ comune.

I pistoni alternativi 2 sono alloggiati in corrispondenti cilindri 3 i quali sono disposti adiacenti l'uno all'altro e definiscono una corrispondente pluralità di camere operative di corsa 4 affiancate per gli stessi pistoni 2.

I pistoni 2 sono destinati a muoversi di moto alternativo lungo i rispettivi assi longitudinali X-X a seguito dell'azionamento in rotazione dell'albero motore 11. Al fine di azionare in rotazione l'albero motore 11, la pompa 1 comprende, in modo di per sé noto, opportuni mezzi di azionamento (non mostrati nelle figure).

Nell'esempio mostrato nelle figure allegate, i pistoni 2 sono in numero di tre e sono indicati con 2a,2b e 2c, più precisamente un pistone centrale 2b e due pistoni laterali 2a,2c.

I pistoni 2a,2b,c2c sono alloggiati in corrispondenti cilindri 3a,3b,3c i quali definiscono le camere operative di corsa 4a,4b,4c rispettivamente dei pistoni 2a,2b,2c.

Una corrispondente pluralità di camere operative di pompaggio 5, nell'esempio le camere 5a,5b,5c, sono situate in corrispondenza della testata 6 della pompa 1. Le camere operative di pompaggio 5a,5b,5c sono destinate a comunicare, mediante interposizione delle valvole di aspirazione e mandata, con corrispondenti collettori di aspirazione 8 e mandata 9.

Le camere operative di pompaggio 5a,5b,5c e le camere operative di corsa 4a,4b,4c dei pistoni 2a,2b,2c sono separate tra loro da membrane 7a,7b,7c alle quali viene trasmesso, mediante il fluido presente nelle camere operative di corsa 4a,4b,4c dei pistoni 2a,2b,2c, il lavoro realizzato dalla corsa dei pistoni 2a,2b,2c nel loro movimento alternativo all'interno dei cilindri 3a,3b,3c .

Le membrane 7a,7b,7c sono disposte ciascuna in una rispettiva camera operativa di pompaggio 5a,5b,5c per permettere l'ingresso di fluido nelle camere operative di pompaggi 5a,5b,5c e l'uscita di fluido dalle camere operative di pompaggio 5a,5b,5c, tramite, rispettivamente, le valvole di aspirazione e di mandata, a seguito del moto alternativo dei pistoni 2a,2b,2c. Rispettivi condotti 12a,12b,12c sono previsti per mettere in comunicazione di fluido le camere operative di pompaggio 5a,5b,5c con le corrispondenti camere operative di corsa 4a,4b,4c dei pistoni 2a,2b,2c.

Le membrane 7a,7b,7c, quando considerate a riposo, si estendono perpendicolarmente agli assi X-X dei pistoni 2a,2b,2c e presentano rispettivi assi longitudinali perpendicolari al loro piano e paralleli fra loro.

Vantaggiosamente, le membrane 7a,7b,7c sono disposte complanari su un piano Δ perpendicolare agli assi X-X dei pistoni 2a,2b,2c e la membrana di almeno un pistone è spostata rispetto alla membrana del pistone adiacente, nella direzione Y-Y perpendicolare al piano Φ definito dagli assi longitudinali X-X dei pistoni 2a,2b,2c.

Nell'esempio mostrato nelle figure allegate, la membrana 7b del pistone centrale 2b è spostata rispetto alle membrane 7a,7c dei pistoni laterali 2a,2c, nella direzione verticale Y-Y perpendicolare al piano Φ definito dagli assi X-X dei pistoni 2a,2b,2c.

Tale disposizione delle membrane 7a,7b,7c consente di aumentare il numero dei pistoni e/o la dimensione delle membrane mantenendo costante la distanza L tra gli assi X-X dei pistoni contenendo così le dimensioni complessive della testata della pompa 1.

Grazie al fatto che le membrane 7a,7b,7c sono tutte complanari sul piano Δ non vi sono sforzi trasversali agenti sulle membrane stesse e quindi si ottiene un ottimale equilibrio idraulico. Tale caratteristica unitamente alla particolare disposizione dì almeno una membrana rispetto alle membrane adiacenti permette di sfruttare al meglio lo spazio a disposizione sulla superficie frontale della testata 6 della pompa 1 mantenendo gli sforzi che si trasmettono alla struttura portante 10 in sostanziale equilibrio tra loro e lungo gli assi X-X dei pistoni.

Vantaggiosamente, laddove gli assi X-X dei pistoni 2a,2b,2c sono disposti paralleli fra loro sul piano Φ, l'asse di almeno una delle membrane 7a,7b,7c è disposto su un distinto piano parallelo al piano su cui giacciono gli assi delle altre membrane. Nell'esempio mostrato nelle figure, gli assi A-A delle membrane 7a , 7c giacciono su uno stesso piano a mentre l'asse B-B della membrana 7b giace su un distinto piano β parallelo al piano oc.

Vantaggiosamente, inoltre, i piani α,β su cui giacciono gli assi A-A, B-B delle membrane 7a,7b,7c sono distinti e paralleli al piano Φ su cui giacciono gli assi X-X dei pistoni 2a,2b,2c.

Come si può apprezzare da quanto descritto, la pompa alternativa secondo l'invenzione permette di soddisfare le esigenze di cui si è detto nella parte introduttiva della presente descrizione e di ovviare agli inconvenienti delle pompa alternative a membrana della tecnica nota.

Ovviamente, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti alla pompa secondo l'invenzione sopra descritta, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione dell'invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pompa alternativa (1) a membrana comprendente: - una pluralità di pistoni (2a,2b,2c) estendentesi lungo rispettivi assi longitudinali (X-X) paralleli fra loro e giacenti su un primo piano (Φ), i pistoni di detta pluralità di pistoni (2a,2b,2c) essendo disposti adiacenti l'uno all'altro ed essendo destinati a muoversi di moto alternativo lungo detti assi (X-X), una pluralità di camere operative di pompaggio (5a,5b,5c), ciascuna camera di detta pluralità di camere operative di pompaggio (5a,5b,5c) essendo associata ad un rispettivo pistone di detta pluralità di pistoni (2a,2b,2c), - una pluralità di membrane (7a,7b,7c), ciascuna membrana di detta pluralità di membrane (7a,7b,7c) essendo disposta in una rispettiva camera operativa di pompaggio di detta pluralità di camere operative di pompaggio (5a,5b,5c) ed essendo associata ad un rispettivo pistone (2a,2b,2c), caratterizzato dal fatto che - le membrane di detta pluralità di membrane (7a,7b,7c) sono disposte complanari su un secondo piano (Δ) perpendicolare a detti assi longitudinali (X-X), e - la membrana associata ad almeno un pistone di detti pistoni è spostata rispetto alla membrana associata al pistone adiacente, in una direzione (Y-Y) perpendicolare a detto primo piano (Φ).
2. 2. Pompa alternativa (1) in accordo con la rivendicazione 1, in cui detti pistoni alternativi comprendono un pistone alternativo centrale (2b) e due pistoni alternativi laterali (2a,2c) ciascuno adiacente al pistone alternativo centrale (2b), la membrana (7b) associata al pistone alternativo centrale (2b) essendo posizionata spostata rispetto alle membrane (7a,7c) dei pistoni alternativi laterali (2a,2c), in detta direzione (Y-Y) perpendicolare a detto primo piano (Φ).
3. 3. Pompa alternativa (1) in accordo con le rivendicazioni 1 o 2, in cui dette membrane (7a,7b,7c), considerate in riposo, si estendono perpendicolarmente a detti assi longitudinali (X-X) dei pistoni alternativi (2a,2b,2c) e presentano rispettivi assi longitudinali perpendicolari al loro piano e paralleli fra loro.
4. 4. Pompa alternativa (1) in accordo con la rivendicazione 3, in cui l'asse longitudinale (A-A) di almeno una membrana (7b) di dette membrane (7a,7b,7c) è disposto su un terzo piano (a) distinto da un quarto piano (β) su cui giacciono gli assi longitudinali (B-B) delle membrane adiacenti (7a,7c), detti terzo (a) e quarto (β) piano essendo paralleli a detto primo piano (Φ) .
5. 5. Pompa alternativa in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui detti pistoni alternativi (2a,2b,2c) sono alloggiati in corrispondenti cilindri (3a,3b,3c) i quali sono disposti adiacenti l'uno all'altro e definiscono una corrispondente pluralità di camere operative di corsa (4a,4b,4c) dei pistoni alternativi (2a,2b,2c).
6. 6. Pompa alternativa (1) in accordo con la rivendicazione 6, in cui dette camere operative di pompaggio (5a,5b,5c) e dette camere operative di corsa (4a,4b,4c) sono separate tra loro da dette membrane (7a,7b,7c) .