ITMI20091526A1 - SCREW PUMP - Google Patents
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Description
POMPA A VITE SCREW PUMP
La presente invenzione si riferisce ad una pompa volumetrica rotativa e, più in particolare, ad una pompa volumetrica rotativa del tipo tipicamente a tre viti elicoidali. The present invention refers to a rotary volumetric pump and, more particularly, to a rotary volumetric pump of the type typically with three helical screws.
Come è noto, le pompe volumetriche rotative sono pompe in cui l’aspirazione e la mandata avvengono in virtù della rotazione di elementi mobili, la cui forma può essere molto diversa a seconda del tipo di pompa ma la cui funzione è in ogni caso quella di determinare, tra il condotto di aspirazione e quello di mandata, una riduzione del volume a disposizione del fluido, con conseguente espulsione del fluido stesso verso la mandata della pompa. Gli elementi mobili provocano lo spostamento di determinati volumi di fluido in mandata e garantiscono al contempo la tenuta, impedendo il riflusso del fluido. Le pompe volumetriche rotative non necessitano quindi di valvole di aspirazione e di mandata, presenti invece sulle pompe volumetriche alternative. As is known, volumetric rotary pumps are pumps in which suction and delivery take place by virtue of the rotation of moving elements, whose shape can be very different depending on the type of pump but whose function is in any case that of determine, between the suction and delivery ducts, a reduction in the volume available to the fluid, with consequent expulsion of the fluid towards the pump delivery. The moving elements cause the displacement of certain volumes of fluid in delivery and at the same time guarantee the seal, preventing the backflow of the fluid. The rotary volumetric pumps therefore do not require suction and delivery valves, which are instead present on alternative volumetric pumps.
Il campo d’impiego delle pompe volumetriche rotative è molto vasto. Esse sono particolarmente adatte al pompaggio di liquidi oleosi, densi o molto viscosi. Molto ampio è anche il campo delle pressioni di mandata: a seconda del tipo di pompa si passa da qualche bar a oltre 300 bar. Non essendo presenti, su questo tipo di pompe, organi mobili di moto alternato, esse possono ruotare a velocità di rotazione superiori a quelle delle pompe volumetriche alternative, erogando quindi portate superiori. The field of use of rotary volumetric pumps is very vast. They are particularly suitable for pumping oily, dense or very viscous liquids. The range of delivery pressures is also very wide: depending on the type of pump, it goes from a few bars to over 300 bars. Since there are no mobile parts with reciprocating motion on this type of pump, they can rotate at speeds of rotation higher than those of the alternative volumetric pumps, thus delivering higher flow rates.
Tra le pompe volumetriche rotative si annoverano le pompe a viti elicoidali, che possono avere da una a tre viti (e fino a cinque viti) ruotanti all’interno di una cassa. Le pompe volumetriche a tre viti sono di norma provviste di una vite centrale e di due viti cosiddette satellite, disposte lateralmente rispetto alla vite centrale. La vite centrale riceve il moto da un motore elettrico o da un azionamento meccanico tramite un albero di ingresso, mentre le due viti satellite vengono trascinate in movimento dalla vite centrale. Le viti hanno dei profili che si accoppiano in modo mutuo, creando tra vite e vite e tra ciascuna vite ed il corpo pompa delle zone di fluido chiuse dall’accoppiamento meccanico degli elementi costituenti la pompa. The volumetric rotary pumps include helical screw pumps, which can have from one to three screws (and up to five screws) rotating inside a box. The three-screw positive displacement pumps are usually provided with a central screw and two so-called satellite screws, arranged laterally with respect to the central screw. The central screw receives motion from an electric motor or mechanical drive via an input shaft, while the two satellite screws are driven in motion by the central screw. The screws have profiles that are mutually coupled, creating fluid areas between screw and screw and between each screw and the pump body closed by the mechanical coupling of the elements making up the pump.
Il corpo pompa in cui le tre viti sono inserite è dotato di due aperture distanziate assialmente. Dall’apertura lato aspirazione il fluido, generalmente costituito da olio o da altri fluidi lubrificanti analoghi, entra nella zona funzionale occupata dalle viti. A seguito della rotazione della vite centrale il fluido viene traslato in senso assiale, cosicché le viti trasportano insieme tale fluido dalla zona di aspirazione alla zona di mandata (lato pressione) della pompa. Il fluido viene quindi espulso, ad una pressione di mandata superiore a quella di aspirazione, dall’apertura lato mandata. Da tale apertura di mandata il fluido in pressione lascia la zona funzionale occupata dalle viti per essere poi convogliato alla bocca di mandata della pompa. The pump body in which the three screws are inserted has two axially spaced openings. From the opening on the suction side, the fluid, generally consisting of oil or other similar lubricating fluids, enters the functional area occupied by the screws. Following the rotation of the central screw, the fluid is translated axially, so that the screws transport this fluid together from the suction area to the delivery area (pressure side) of the pump. The fluid is then expelled, at a delivery pressure higher than the suction one, from the delivery side opening. From this delivery opening, the pressurized fluid leaves the functional area occupied by the screws and is then conveyed to the pump delivery port.
Le pompe volumetriche a viti vengono prevalentemente impiegate per la lubrificazione, la filtrazione e/o il raffreddamento di macchine più complesse, quali ad esempio turbine e compressori. Tali macchine più complesse possono essere soggette a lunghi periodi di inattività, dovendo però essere riattivabili in breve tempo qualora sia necessario, ad esempio quando operano come generatori elettrici di emergenza. Di conseguenza, anche la pompa volumetrica a tre viti che ne garantisce la lubrificazione, la filtrazione e/o il raffreddamento deve poter essere pronta all’uso dopo tempi più o meno lunghi di inattività. Volumetric screw pumps are mainly used for the lubrication, filtration and / or cooling of more complex machines, such as turbines and compressors. These more complex machines can be subject to long periods of inactivity, but must be reactivated in a short time if necessary, for example when they operate as emergency electric generators. Consequently, even the three-screw volumetric pump that guarantees its lubrication, filtration and / or cooling must be ready for use after shorter or longer periods of inactivity.
Tuttavia, proprio per l’assenza di fluido lubrificante all’interno della pompa a causa della prolungata inattività, possono verificarsi attriti tra le viti nella fase iniziale di avviamento della pompa stessa, con conseguenti possibilità di danneggiamenti non solo della pompa, ma anche della macchina o delle macchine ad essa collegate. However, due to the absence of lubricating fluid inside the pump due to prolonged inactivity, friction can occur between the screws in the initial start-up phase of the pump itself, with consequent possibility of damage not only to the pump, but also to the machine. or the machines connected to it.
Scopo della presente invenzione è pertanto quello di realizzare una pompa volumetrica a vite, in particolare tipicamente del tipo a tre viti, che risulti correttamente lubrificata anche dopo un periodo di prolungata inattività della pompa stessa. The object of the present invention is therefore to provide a volumetric screw pump, in particular typically of the three-screw type, which is correctly lubricated even after a prolonged period of inactivity of the pump itself.
Un altro scopo dell’invenzione è quello di realizzare una pompa volumetrica tipicamente a tre viti che sia facilmente accessibile per operazioni di manutenzione, con possibilità di effettuare interventi di grande manutenzione, anche di sostituzione della parte funzionale della pompa (terna di viti corpo), senza dover smontare l’intera pompa. Another object of the invention is to provide a volumetric pump typically with three screws that is easily accessible for maintenance operations, with the possibility of carrying out major maintenance interventions, including replacement of the functional part of the pump (three body screws), without having to disassemble the entire pump.
Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di realizzare una pompa volumetrica tipicamente a tre viti che sia facilmente collegabile all’impianto in cui essa dovrà operare. A further purpose of the invention is to create a volumetric pump typically with three screws that can be easily connected to the system in which it will operate.
Questi scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando una pompa volumetrica a vite, in particolare del tipo tipicamente a tre viti, come esposto nella rivendicazione 1. These objects according to the present invention are achieved by realizing a volumetric screw pump, in particular of the typically three screw type, as set forth in claim 1.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni dipendenti, che sono parte integrante della presente descrizione. Further features of the invention are highlighted by the dependent claims, which are an integral part of this description.
Le caratteristiche ed i vantaggi di una pompa volumetrica a vite, in particolare del tipo a tre viti, secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali l’unica figura è una vista in sezione che illustra i componenti fondamentali di una tale pompa volumetrica a vite. The characteristics and advantages of a volumetric screw pump, in particular of the three-screw type, according to the present invention will become more evident from the following description, which is exemplary and not limiting, referring to the attached schematic drawings in which the only figure is a view in section illustrating the basic components of such a positive displacement screw pump.
Con riferimento alla figura, viene mostrata una pompa volumetrica a vite realizzata secondo la presente invenzione, indicata complessivamente con il numero di riferimento 10. With reference to the figure, a volumetric screw pump made according to the present invention is shown, indicated as a whole with the reference number 10.
La pompa 10 comprende innanzitutto un involucro o cassa 12 all’interno del quale è montata, girevole attorno al proprio asse, una vite senza fine principale 14. La vite principale 14 è comandata dall’esterno e riceve il moto da un motore elettrico o da un azionamento meccanico (non mostrati) tramite un albero di ingresso 16. The pump 10 first of all comprises a casing or casing 12 inside which a main worm 14 is mounted, rotatable around its own axis. The main screw 14 is controlled from the outside and receives motion from an electric motor or from a mechanical drive (not shown) via an input shaft 16.
All’interno dell’involucro 12 sono altresì montate, in base all’esempio di realizzazione preferito mostrato in figura, altre due viti senza fine folli (una sola delle quali è mostrata in figura ed è indicata con il numero di riferimento 18; l’altra vite senza fine folle si trova dietro la vite principale 14), disposte lateralmente rispetto alla vite principale 14 e in impegno meccanico con essa. Più precisamente, le tre viti 14, 18 si trovano su assi differenti ma tra loro paralleli e sono dotate di profili che si accoppiano in modo mutuo, in maniera tale che la vite principale 14 possa impegnarsi contemporaneamente con le due viti folli 18, altrimenti denominate viti satellite, e trascinarle in rotazione. Tra le tre viti 14, 18 e tra ciascuna vite 14, 18 e il corpo 38 che le racchiude, contenuto nell’involucro 12 della pompa 10, si creano quindi dei meati per il fluido, chiusi dall’accoppiamento meccanico a tenuta dei vari elementi costituenti la pompa 10. Inside the casing 12 are also mounted, on the basis of the preferred embodiment shown in the figure, two other idle worm screws (only one of which is shown in the figure and is indicated with the reference number 18; another idle worm is located behind the main screw 14), arranged laterally with respect to the main screw 14 and in mechanical engagement with it. More precisely, the three screws 14, 18 are located on different but parallel axes and are equipped with profiles that are mutually coupled, so that the main screw 14 can simultaneously engage with the two idle screws 18, otherwise called satellite screws, and drag them into rotation. Between the three screws 14, 18 and between each screw 14, 18 and the body 38 that encloses them, contained in the casing 12 of the pump 10, there are then created for the fluid, closed by the mechanical seal coupling of the various elements making up the pump 10.
L’involucro 12 della pompa 10, in maniera di per sé nota, comprende poi almeno un condotto di aspirazione 22 per il fluido da pompare ed almeno un condotto di mandata 24 per il fluido in uscita dalla pompa 10. Entrambi i condotti, di aspirazione 22 e di mandata 24, sono distanziati assialmente rispetto alla direzione di sviluppo delle tre viti 14, 18 e sono in collegamento di fluido con le tre viti 14, 18 stesse. The casing 12 of the pump 10, in a per se known manner, then comprises at least one suction duct 22 for the fluid to be pumped and at least one delivery duct 24 for the fluid leaving the pump 10. Both suction ducts 22 and delivery 24, are axially spaced with respect to the development direction of the three screws 14, 18 and are in fluid connection with the three screws 14, 18 themselves.
Nel dettaglio, nella zona della pompa 10 compresa tra il condotto di aspirazione 22 e il gruppo costituito dalle tre viti 14, 18, racchiuso dal corpo 38, è definita una camera di aspirazione 26 per il fluido, mentre nella zona della pompa 10 compresa tra il gruppo costituito dalle tre viti 14, 18 ed il condotto di mandata 24 è definita una camera di mandata 28 per il fluido. In pratica, quindi, il gruppo costituito dalle tre viti 14, 18 si trova interposto tra la camera di aspirazione 26 e la camera di mandata 28 ed opera nella maniera descritta più avanti. In detail, a suction chamber 26 for the fluid is defined in the area of the pump 10 between the suction duct 22 and the group consisting of the three screws 14, 18, enclosed by the body 38, while in the area of the pump 10 between the group consisting of the three screws 14, 18 and the delivery duct 24 is defined as a delivery chamber 28 for the fluid. In practice, therefore, the group consisting of the three screws 14, 18 is interposed between the suction chamber 26 and the delivery chamber 28 and operates in the manner described below.
Sempre in maniera di per sé nota, almeno un cuscinetto di supporto 30, interposto tra l’albero di ingresso 16 della vite principale 14 e l’involucro 12, ed una pluralità di elementi di tenuta, al fine di evitare trafilamenti di fluido attraverso l’involucro 12, completano infine la pompa 10. Again in a per se known manner, at least one support bearing 30, interposed between the input shaft 16 of the main screw 14 and the casing 12, and a plurality of sealing elements, in order to avoid fluid leakage through the casing 12, finally complete the pump 10.
Operativamente, il fluido da pompare, generalmente costituito da olio o da altri fluidi lubrificanti analoghi, viene introdotto nella pompa 10 e, più precisamente, nella camera di aspirazione 26, attraverso il condotto di aspirazione 22. A seguito della rotazione della vite principale 14 il fluido viene traslato in senso assiale, cosicché le tre viti 14, 18 trasportano insieme tale fluido dalla camera di aspirazione 26 alla camera di mandata 28 (lato pressione) della pompa 10. Il fluido viene quindi espulso, ad una pressione di mandata superiore a quella di aspirazione, attraverso il condotto di mandata 24. Operationally, the fluid to be pumped, generally consisting of oil or other similar lubricating fluids, is introduced into the pump 10 and, more precisely, into the suction chamber 26, through the suction duct 22. Following the rotation of the main screw 14, the fluid is translated axially, so that the three screws 14, 18 transport this fluid together from the suction chamber 26 to the delivery chamber 28 (pressure side) of the pump 10. The fluid is then expelled, at a delivery pressure higher than that suction, through the delivery duct 24.
Secondo l’invenzione, all’interno dell’involucro 12 della pompa 10 e, più precisamente, tra la camera di aspirazione 26 ed il gruppo costituito dalle tre viti 14, 18, è prevista almeno una camera intermedia 32 che avvolge almeno parzialmente detto gruppo costituito dalle tre viti 14, 18. La funzione della camera intermedia 32 è quella di mantenere sempre al suo interno una certa quantità di fluido lubrificante anche in condizioni di inattività della pompa 10, cosicché la pompa 10 stessa, nella sua fase di avviamento, risulterà sempre lubrificata anche dopo un periodo di prolungata inattività. According to the invention, inside the casing 12 of the pump 10 and, more precisely, between the suction chamber 26 and the group consisting of the three screws 14, 18, there is at least one intermediate chamber 32 which wraps at least partially said group consisting of the three screws 14, 18. The function of the intermediate chamber 32 is to always keep a certain quantity of lubricating fluid inside it even in conditions of inactivity of the pump 10, so that the pump 10 itself, in its start-up phase, will be always lubricated even after a period of prolonged inactivity.
In base all’esempio di realizzazione illustrato in figura, che mostra una pompa 10 predisposta per il montaggio in verticale, la camera intermedia 32 è realizzata sotto forma di un bicchiere reso solidale all’involucro 12, avente l’estremità aperta rivolta verso l’alto, vale a dire verso il gruppo costituito dalle tre viti 14, 18, ed il fondo rivolto verso il condotto di aspirazione 22 della pompa 10. In tal modo, nella fase operativa della pompa 10, il fluido processato segue il percorso indicato dalle frecce, transitando all’interno del bicchiere 32 prima di essere introdotto nel gruppo costituito dalle tre viti 14, 18, e rimane all’interno del bicchiere 32 stesso, riempiendolo almeno parzialmente, quando la pompa 10 è inattiva. On the basis of the example of embodiment illustrated in the figure, which shows a pump 10 arranged for vertical mounting, the intermediate chamber 32 is made in the form of a cup made integral with the casing 12, with the open end facing towards the at the top, i.e. towards the group consisting of the three screws 14, 18, and the bottom facing the suction duct 22 of the pump 10. In this way, in the operating phase of the pump 10, the processed fluid follows the path indicated by the arrows , passing inside the cup 32 before being introduced into the group consisting of the three screws 14, 18, and remains inside the cup 32 itself, filling it at least partially, when the pump 10 is inactive.
Per ottenere il montaggio in verticale della pompa 10, vale a dire con gli assi delle tre viti 14, 18 disposti verticalmente, è prevista almeno una piastra di montaggio 34 resa solidale all’involucro 12 e provvista di fori 36 per l’inserimento di mezzi di fissaggio appropriati. La piastra di montaggio 34 è orientata secondo un piano orizzontale, ortogonale agli assi delle tre viti 14, 18, ed è disposta al di sopra della camera di aspirazione 26 e della camera intermedia 32, fungendo quindi da coperchio per tali camere 26 e 32. To obtain the vertical assembly of the pump 10, that is to say with the axes of the three screws 14, 18 arranged vertically, at least one mounting plate 34 is provided integral with the casing 12 and provided with holes 36 for the insertion of means appropriate fasteners. The mounting plate 34 is oriented according to a horizontal plane, orthogonal to the axes of the three screws 14, 18, and is arranged above the suction chamber 26 and the intermediate chamber 32, thus acting as a cover for these chambers 26 and 32.
Al fine di rendere facilmente accessibile la pompa 10 per le operazioni di manutenzione, nonché per renderla collegabile in maniera semplice e rapida all’impianto in cui essa dovrà operare, il condotto di mandata 24 è ricavato al di sopra della piastra di montaggio 34. Inoltre, sia il gruppo costituito dalle tre viti 14, 18 che il relativo corpo di contenimento 38 sono rimovibili rispetto all’involucro 12 e sono sfilabili verso l’alto, in maniera tale da poter effettuare interventi di grande manutenzione sulla pompa 10, ad esempio di sostituzione dell’intera parte funzionale costituita proprio dalle tre viti 14, 18 e dal relativo corpo di contenimento 38, senza dover smontare l’intera pompa 10. In order to make the pump 10 easily accessible for maintenance operations, as well as to make it connectable in a simple and rapid manner to the system in which it will operate, the delivery duct 24 is obtained above the mounting plate 34. Furthermore , both the group consisting of the three screws 14, 18 and the relative containment body 38 are removable with respect to the casing 12 and can be removed upwards, in such a way as to be able to carry out major maintenance operations on the pump 10, for example of replacement of the entire functional part consisting of the three screws 14, 18 and the relative containment body 38, without having to disassemble the entire pump 10.
Il corpo di contenimento 38 del gruppo costituito dalle tre viti 14, 18 è reso solidale, in maniera rimovibile, all’involucro 12 tramite una piastra 40 e relativi bulloni 42 di fissaggio all’involucro 12 stesso. Sono quindi previsti uno o più elementi di tenuta 44 interposti tra il corpo di contenimento 38 delle tre viti 14, 18 e l’involucro 12 della pompa 10. The containment body 38 of the group consisting of the three screws 14, 18 is made integral, in a removable manner, to the casing 12 by means of a plate 40 and relative bolts 42 for fixing to the casing 12 itself. There are therefore one or more sealing elements 44 interposed between the containment body 38 of the three screws 14, 18 and the casing 12 of the pump 10.
Grazie alle caratteristiche costruttive della pompa 10 secondo l’invenzione, essa risulta pienamente conforme alla direttiva 94/9/CE (ATEX) in materia di prodotti destinati ad essere utilizzati in atmosfere potenzialmente esplosive. Nel dettaglio, la pompa 10 è compatibile con la classificazione “Ex II 2 G T3” (zona 1) per la parte di pompa 10 posta al di sopra della piastra di montaggio 34 e con la classificazione “Ex II 1 G T3” (zona 0) per la parte di pompa 10 posta al di sotto della piastra di montaggio 34. Thanks to the constructional characteristics of the pump 10 according to the invention, it is fully compliant with directive 94/9 / EC (ATEX) on products intended for use in potentially explosive atmospheres. In detail, pump 10 is compatible with the "Ex II 2 G T3" classification (zone 1) for the part of pump 10 located above the mounting plate 34 and with the "Ex II 1 G T3" classification (zone 0) for the part of the pump 10 located below the mounting plate 34.
Si è così visto che la pompa volumetrica a vite, in particolare del tipo a tre viti, secondo la presente invenzione realizza gli scopi in precedenza evidenziati. It has thus been seen that the volumetric screw pump, in particular of the three-screw type, according to the present invention achieves the purposes outlined above.
La pompa volumetrica a vite della presente invenzione così concepita è suscettibile in ogni caso di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. The volumetric screw pump of the present invention thus conceived is in any case susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the same inventive concept; furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements.
In pratica i materiali utilizzati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche. In practice, the materials used, as well as the shapes and dimensions, may be any according to the technical requirements.
L’ambito di tutela dell’invenzione è pertanto definito dalle rivendicazioni allegate. The scope of protection of the invention is therefore defined by the attached claims.
Claims (9)
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ID=42084675
Family Applications (1)
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IT001526A ITMI20091526A1 (en) | 2009-09-03 | 2009-09-03 | SCREW PUMP |
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