ITMI20080374A1 - Dispositivo pompante per fluidi in genere, particolarmente per compressori e simili. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo pompante per fluidi in genere, particolarmente per compressori e simili.

Come è noto, i dispositivi pompanti che vengono tipicamente utilizzati nei compressori si basano su disparati principi realizzativi che vanno dai compressori a pistone, con moto alternativo, ai compressori a vite, in cui la compressione avviene con continuità.

Nei compressori a vite sono tipicamente previsti due rotori a lobi elicoidali aventi profili diversi, convesso l'uno e concavo l'altro.

Il canale elicoidale compreso tra due lobi successivi di un rotore e la carcassa risulta diviso in due camere dal contatto con il lobo dell'altro rotore, creando un contatto che si sposta assialmente da un estremo all'altro della carcassa per passare dall'aspirazione alla mandata.

Tali forme di realizzazione risultano particolarmente complesse da un punto di vista strutturale e, inoltre, sia nei compressori a doppie vite, sia nei compressori con satelliti la compressione avviene solo dopo il contatto di due denti e finisce allo scarico, diminuendo la parte attiva.

Un'altra problematica insita nelle soluzioni della tecnica nota è derivata dal fatto che, molto frequentemente, è necessario utilizzare olio per realizzare le tenute, con gravi problematiche di inquinamento del fluido trattato.

Un altro problema tipico delle soluzioni della tecnica nota è costituito dalla presenza di spazi nocivi, soprattutto nei compressori a pistone, che debbono essere realizzati considerando le dilatazioni dei materiali diversi come alluminio e acciaio che conseguentemente creano spazi nocivi maggiori da essere compensati a regime.

I compressori a doppie viti risentono meno delle dilatazioni per omogeneità dei materiali, ma presentano spazi nocivi comunque elevati a causa dell'interferenza di accoppiamento delle viti.

II compito che si propone il trovato è appunto quello di risolvere il problema sopra esposto realizzando un dispositivo pompante per fluidi in genere, particolarmente per compressori e simili che dia la possibilità di non utilizzare olio e che, inoltre, sia in grado di fornire un rendimento sia meccanico che volumetrico altamente migliorato.

Nell'ambito del compito sopra esposto uno scopo particolare del trovato è quello di realizzare un dispositivo pompante in cui gli spazi nocivi siano ridotti sia rispetto ai compressori a pistoni, ma soprattutto rispetto a quelli a doppia vite o a quelli a viti con satelliti.

Ancora uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo che, per le sue peculiari caratteristiche realizzative, sia in grado di dare le più ampie garanzie di affidabilità e sicurezza nell'uso.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo pompante per fluidi in genere, particolarmente per compressori e simili, che risulti facilmente ottenibile partendo da elementi e materiali di comune reperibilità in commercio, e che, inoltre, sia competitivo da un punto di vista puramente economico.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un dispositivo pompante per fluidi in genere, particolarmente per compressori e simili, secondo il trovato, caratterizzato dal fatto di comprendere un corpo cilindrico definente una cavità cilindrica in comunicazione con un'aspirazione ed una mandata di fluido, in detta cavità cilindrica essendo girevolmente alloggiata una vite connessa a mezzi motori e presentante un nocciolo tronco-conico e vermi con periferia ad andamento sostanzialmente cilindrico impegnabile sostanzialmente a tenuta con la superficie laterale di detta cavità cilindrica.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo pompante per fluidi in genere, particolarmente per compressori e simili, illustrata a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni in cui:

la figura 1 rappresenta schematicamente il dispositivo pompante, secondo il trovato, visto in sezione;

la figura 2 rappresenta il particolare della vite;

la figura 3 rappresenta una sezione lungo la linea III-III di figura 1;

la figura 4 rappresenta una sezione lungo la linea IV-IV di figura 1;

la figura 5 rappresenta una sezione lungo la linea IV-IV di figura 1;

la figura 6 evidenzia il particolare dell'estremità periferica del verme della vite.

Con riferimento alle citate figure, il dispositivo pompante per fluidi in genere, particolarmente per compressori e simili, che viene indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 1, comprende un corpo cilindrico 2 che è alloggiato all'interno di una carcassa 3 che definisce, ad un'estremità del corpo cilindrico 2 una camera di aspirazione 4 e, all'estremità opposta, una camera di mandata 5 che sono raccordate, rispettivamente, con un imbocco di aspirazione 6 ed un imbocco di mandata 7.

L'elemento caratterizzante del trovato è costituito dal fatto all'interno del corpo cilindrico 2 risulta alloggiata una vite 10 che presenta un nocciolo ad andamento tronco-conico 11 sul quale sono previsti vermi 12 che in pratica realizzano un'elica a più principi.

La presenza di un nocciolo 11 fa sì che, per ciascun principio, il verme diminuisca gradualmente e, conseguentemente venga a diminuire la sezione di passaggio del fluido gassoso o eventualmente liquido in trattamento, andando ad incrementare il valore di pressione all'interno del fluido fino a portarlo al valore di scarico previsto in corrispondenza della mandata.

L'angolo formato dal nocciolo che è di conformazione troncoconica con l'asse della vite è preferibilmente compreso tra 6 e 8°, in modo tale da evitare i problemi di lubrificazione.

Sperimentalmente si è riscontrato che angoli superiori a 8° porterebbero ad una riduzione del diametro del perno di supporto, diminuendo conseguentemente la resistenza meccanica, mentre angoli inferiori a 6° ridurrebbero eccessivamente il rapporto di compressione .

La vite tronco-conica è connessa a mezzi motori, non illustrati, nel disegno ed è dotata di un albero 20 che risulta girevolmente supportato, con l'interposizione di cuscinetti 21, dalla carcassa 3.

In corrispondenza dell'estremità di ciascun verme 12 è preferibilmente previsto un filetto 15 a sezione ridotta rispetto allo spessore utile del verme che in pratica viene a costituire un elemento di tenuta tra la periferia dei vermi e la superficie laterale della cavità cilindrica, consentendo di ottenere ottimali rapporti di compressione.

Tutti i vermi formano un passo completo, formando una tenuta dinamica efficace, in pratica creano nel loro insieme una tenuta a labirinto e, durante la rotazione, la tenuta si mantiene unidirezionale .

Da un punto di vista realizzativo si ottiene un migliorato rendimento meccanico in quanto la vite è libera e non sono presenti elementi condotti come satelliti o viti che possono produrre attriti e conseguentemente perdita di energia.

Per quanto concerne il rendimento volumetrico anch'esso risulta maggiore, in quanto i volumi vuoti della vite vengono riempiti dal fluido aspirato e la dispersione del fluido viene contenuta dalla tolleranza di accoppiamento tra la cavità cilindrica e la vite, nonché dalla tipologia della vite che, con il suo passo completo, si comporta come una tenuta meccanica dinamica a labirinto senza dover utilizzare olio.

Nel pratico funzionamento si ha che il dispositivo pompante, secondo il trovato rispetta i canoni tradizionali, in quanto il gas entra nella camera di aspirazione 4 e successivamente entra contemporaneamente in tutte le luci definite tra i vermi o filetti della vite che è posta in rotazione.

Il numero di vermi 12 potrà essere qualsiasi e preferibilmente sono in numero dispari per mantenere un bilanciamento dinamico migliore .

Il gas percorre tutto il principio della vite e durante il trasferimento in direzione assiale subisce in modo graduale la diminuzione di volume senza mai cambiare direzione e, nello stesso tempo, l'aumento di pressione sempre graduale, fino a scaricare il gas compresso nella camera di raccolta di mandata 5, dove può raggiungere l'imbocco di mandata 7 .

Da quanto sopra illustrato si vede quindi come il trovato raggiunga gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che viene realizzato un dispositivo pompante per fluidi in genere, particolarmente per compressori e simili, che dà la possibilità di ottenere degli ottimali rendimenti sia meccanici che volumetrici, riducendo drasticamente tutti i problemi di attrito, nonché tutti i volumi passivi ed i riscaldamenti non necessari all'ottimale funzionamento dell'insieme.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (7)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo pompante per fluidi in genere, particolarmente per compressori e simili, caratterizzato dal fatto di comprendere un corpo cilindrico definente una cavità cilindrica in comunicazione con un'aspirazione ed una mandata di fluido, in detta cavità cilindrica essendo girevolmente alloggiata una vite connessa a mezzi motori e presentante un nocciolo tronco -conico e vermi con periferia ad andamento sostanzialmente cilindrico impegnabili sostanzialmente a tenuta con la superficie laterale di detta cavità cilindrica.
2. 2. Dispositivo, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere una carcassa alloggiante detto corpo cilindrico e definente, ad un'estremità di detto corpo cilindrico, una camera di aspirazione e, all'estremità opposta, una camera di mandata del fluido compresso.
3. 3„ Dispositivo, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti vermi definiscono un'elica a più principi .
4. 4. Dispositivo, secondo una o piu delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti vermi sono in numero dispari .
5. 5. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'angolo formato tra detto nocciolo ed il suo asse è compreso tra 6 e 8°.
6. 6. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere, m corrispondenza del bordo periferico di ciascun verme, un filetto a sezione ridotta rispetto allo spessore utile del relativo verme.
7. 7. Dispositivo, secondo una o piu delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che tutti i detti vermi formano un passo completo.