ITMI20110959A1 - Elettropompa del tipo a cursore oscillante - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“ELETTROPOMPA DEL TIPO A CURSORE OSCILLANTEâ€

La presente invenzione ha per oggetto un’elettropompa in particolare del tipo “a cursore/pistone oscillante†, impiegabile ad esempio in macchinari per la preparazione di bevande come caffà ̈ e similari, come ad esempio macchinari per la generazione di vapore.

Come à ̈ noto, in diversi macchinari à ̈ necessario movimentare fluidi come acqua o similari, à ̈ possibile impiegare le cosiddette “pompe a cursore oscillante†, in cui un elemento mobile viene messo in oscillazione (o “moto alternativo†che dir si voglia) lungo un asse di movimento usualmente rettilineo: ponendo questo elemento mobile in presenza del liquido, il moto dell’elemento causa uno spostamento del liquido stesso e conseguentemente una portata di fluido.

Il cursore oscillante (à ̈ generalmente costituito da una parte battente vera e propria, che à ̈ a diretto contatto con il fluido da movimentare, e da un alberino di sostegno, collegato alla parte battente e mobile in un’adeguata sede di scorrimento).

Più in dettaglio, il cursore oscillante (detto più comunemente pistone) può essere realizzato in una parte unica (ad esempio, interamente in acciaio) o in due parti, delle quali una parte principale à ̈ realizzata in acciaio e svolge la funzione motrice vera e propria, mentre una parte secondaria à ̈ realizzata in plastica e svolge la funzione pompante, scorrendo in una adeguata sede di tenuta.

A sua volta, (il corpo dell’elettropompa definisce al suo interno sia la parte dedicata a permettere il flusso di materiale, sia la parte che aziona il cursore oscillante.

In altre parole, l’elettropompa à ̈ composta da una parte “idraulica†atta a contenere il passaggio del fluido e una parte “magnetica†atta ad azionare il movimento del pistone: quest’ultima in genere comprende opportuni elementi elettromagneticamente attivi, i quali impartiscono il moto all’alberino di sostegno secondo modalità del tutto note.

Convenientemente (per impedire trafilaggi e malfunzionamenti dell’elettropompa e quindi per garantire l’azione pompante del sistema) sono presenti opportuni mezzi di tenuta (del tipo “o-ring†o similari) montati sull’alberino pompante, i quali provvedono a garantire un isolamento di fluido tra le due diverse porzioni funzionalmente differenziate del corpo dell’elettropompa.

La tecnica nota sopra accennata, pur essendo estensivamente impiegata, presenta alcuni inconvenienti. Innanzitutto, gli o-ring funzionali allo scorrimento comunemente impiegati nelle elettropompe di questo tipo sono comunque soggetti a problemi di usura, dal momento che il moto del pompante causa sfregamento e surriscaldamento: per tale motivo si rende necessario applicare, almeno al momento del primo assemblaggio dell’elettropompa, un grasso (o lubrificante additivo equivalente).

Peraltro, l’aggiunta di tale grasso aumenta costi e tempi produttivi, e comporta altresì problemi di qualità e di controllo: dati infatti gli spazi ed i cicli di lavoro tipici di queste elettropompe, l’accurata calibrazione della quantità di grasso da mettere in opera à ̈ difficilmente quantificabile e ripetibile, sia in processi manuali che (soprattutto) in procedimenti di assemblaggio automatizzati.

Inoltre, in alcune applicazioni di elettropompe, si deve tener conto di un possibile “inquinamento†del grasso nel fluido: invero, il grasso può trafilare nel cosiddetto “canale di efflusso†dell’elettropompa a causa dei velocissimi moti alternativi dell’alberino di sostegno: questo potrebbe essere inaccettabile sia dal punto di vista della cessazione della proprietà lubrificante, che dal punto di vista di un possibile (e dannoso!) incollaggio delle valvole di apertura.

Inoltre, il strafilaggio di grasso si rivela problematico per il mantenimento di un’adeguata purezza del fluido movimentato dall’elettropompa (si pensi ad esempio alla contaminazione di fluidi alimentari)).

La presente invenzione si prefigge quindi l’ideazione di un’elettropompa a cursore oscillante in grado di ovviare ai limiti sopra citati.

Principalmente, la presente invenzione si prefigge come scopo l’ideazione di un’elettropompa che permetta una sicura e costante lubrificazione dei mezzi di tenuta attivi sull’alberino di sostegno del cursore oscillante o più in generale sul cosiddetto “premente†del pistone. La presente invenzione si prefigge inoltre come scopo l’ideazione di un’elettropompa che possa essere assemblata con un livello di qualità costante e con grande rapidità, anche e soprattutto in procedimenti ad alto grado di automazione.

La presente invenzione si prefigge quindi l’ideazione di un’elettropompa che consegua gli effetti vantaggiosi appena elencati non disgiuntamente da un contenimento globale dei costi di produzione e di gestione (e avendo in altre parole un’elevata affidabilità nonché una lunga vita operativa senza necessità di manutenzione).

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un’elettropompa a cursore oscillante avente le caratteristiche riportate in una o più delle annesse rivendicazioni.

Viene ora riportata a titolo di esempio indicativo e non limitativo, la descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un’elettropompa secondo l’invenzione, illustrata negli uniti disegni, nei quali:

- la figura 1 mostra una vista in sezione di un’elettropompa a cursore oscillante in accordo con la presente invenzione.

Con riferimento alle unite figure, l’elettropompa a cursore oscillante secondo la presente invenzione à ̈ stata indicata con il riferimento numerico 1 e sostanzialmente comprende un corpo principale 2, che a sua volta definisce un canale di efflusso 2a: tale canale di efflusso presenta una luce di ingresso ed una luce di uscita (mutuamente opposte).

È presente anche un elemento propulsore 3, il quale à ̈ alloggiato nel corpo principale 2 ed à ̈ atto a movimentare un flusso 3a, nonché sono presenti mezzi attuatori 4 agenti sull’elemento propulsore 2 per movimentarlo secondo atti di moto rettilinei alternativi lungo un asse operativo 3b.

Vantaggiosamente, la presente elettropompa comprende inoltre mezzi di tenuta auto-lubrificanti 5 operativamente interposti tra il corpo principale 2 e l’elemento propulsore 3 per garantire una tenuta idraulica e/o pneumatica tra il corpo principale 2 stesso e detto canale di efflusso 2a.

Va a questo punto notata la differenza tra la presente invenzione e lo stato dell’arte sopra presentato: infatti, la presente elettropompa si caratterizza per l’integrazione di due caratteristiche funzionali in un unico suo pezzo costitutivo, e ciò permette non solo una notevole semplificazione di assemblaggio, ma anche un migliore ciclo di funzionamento a regime (eliminando peraltro una “sostanza estranea†alla struttura della pompa che à ̈ un vettore di funzioni dannose quali ad esempio i possibili trafilaggi o gli “incollamenti†dovuti all’invecchiamento o alla contaminazione del lubrificante stesso).

Tornando alla struttura della presente invenzione, si deve notare che l’elemento propulsore 3 comprende un corpo attuatore 3a (direttamente attivo su un fluido per determinarne la condizione di flusso 3a) ed un alberino di sostegno 3b (connesso al corpo attuatore 3a ed asservito agli appena citati mezzi attuatori 4): convenientemente, i mezzi di tenuta auto-lubrificanti 5 essendo operativamente attivi almeno sull’alberino di sostegno 3b.

Dal punto di vista realizzativo, i mezzi di tenuta auto-lubrificanti possono essere realizzati in maniera qualsivoglia, purché adatta a compiere le funzioni richieste: ad esempio, i mezzi di tenuta possono comprendere almeno un anello di tenuta calettato sull’alberino di sostegno 3b.

Più in particolare, tale anello di tenuta può essere realizzato in materiale (ad esempio con comportamento iperelastico) polimerico additivato con una sostanza inibitrice di attrito, che a sua volta può essere PTFE/teflon, grafite o qualsiasi altra sostanza o composto che possieda tali capacità di riduzione dell’attrito e/o di auto-lubrificazione.

Convenientemente, al fine di garantire uno stabile e continuativo posizionamento dell’anello appena descritto, la presente invenzione prevede la presenza di opportuni mezzi di alloggiamento 6 ricavati nel corpo principale 2: tali mezzi di alloggiamento sono almeno parzialmente controsagomati (quantomeno in termini di sezione trasversale) all’anello di tenuta stesso, permettendone al contempo una sua adiacenza in contatto con l’elemento propulsore 3 (ed in particolare, in contatto con l’alberino di sostegno 3b di quest’ultimo). Sempre dal punto di vista strutturale, si può notare che i mezzi attuatori 4 comprendono un predeterminato numero di avvolgimenti elettromagnetici: a sua volta, l’alberino di sostegno 3b può vantaggiosamente possedere proprietà ferromagnetiche e/o paramagnetiche, di modo da poter essere movimentabile per effetto di induzioni elettromagnetiche generate dagli appena citati avvolgimenti elettromagnetici.

Forma oggetto della presente invenzione anche un macchinario comprendente almeno un circuito di movimentazione di un fluido: tale macchinario e/o detto circuito di movimentazione di un fluido comprendono a loro volta almeno un’elettropompa 1 secondo quanto fin qui descritto e/o di seguito rivendicato.

Forma peraltro oggetto della presente invenzione anche un innovativo ed originale metodo di assemblaggio di elettropompe a cursore oscillante, vantaggiosamente basato almeno sulle seguenti fasi:

- innanzitutto, si predispone un corpo principale 2, il quale definisce un canale di efflusso 2a con le relative luci di ingresso e di uscita mutuamente opposte;

- si predispone un elemento propulsore 3, assieme ad opportuni mezzi attuatori 4 associabili al corpo principale 2;

- si predispongono mezzi di tenuta 5 operativamente interponibili tra il corpo principale 2 e l’elemento propulsore 3; e

- si assembla il corpo principale 2 con l’elemento propulsore 3, con i mezzi attuatori (4) e con i mezzi di tenuta (5).

Vantaggiosamente, nella fase di predisposizione dei mezzi di tenuta 5 si fa in modo di conferire ai mezzi di tenuta stessi opportune proprietà auto-lubrificanti.

Dal punto di vista dell’assemblaggio complessivo dell’elettropompa 1, la presente invenzione prevede convenientemente che vengano eseguite le seguenti sottofasi:

- si predispone un alberino di sostegno 3b dell’elemento propulsore 3;

- si predispone un corpo attuatore 3a dell’elemento propulsore 3; e

- si unisce l’alberino di sostegno 3b al detto corpo attuatore 3a.

Vantaggiosamente, grazie alle proprietà autolubrificanti dei mezzi di tenuta (ottenute per l’appunto grazie al metodo secondo l’invenzione), la fase di assemblaggio non comprende una fase di aggiunta di lubrificante aggiuntivo (ad esempio, di natura oleosa o grassa) tra i mezzi di tenuta 5 ed almeno l’alberino di sostegno 3b dell’elemento propulsore 3.

L’invenzione consegue numerosi vantaggi.

Infatti, grazie alla peculiare architettura costruttiva del presente dispositivo à ̈ possibile l’eliminazione di qualsiasi lubrificante, garantendo comunque scorrimento, durata e costanza della funzionalità della pompa.

Inoltre, la predisposizione di o-ring autolubrificanti consente di prevenire problemi di innesco o “incollaggio†delle parti in movimento (che si possono verificare tipicamente dopo tempi di fermo), che invece si possono presentare in elettropompe ingrassate o lubrificate.

(Inoltre, l’integrazione funzionale conseguita dal presente dispositivo permette un sostanziale abbattimento della complessità e delle operazioni di assemblaggio di un impianto idraulico, con benefiche ricadute sul costo finale del macchinario in cui tale impianto opera).

Infine, va rilevato come la presente invenzione permetta di mantenere bassi costi di realizzazione della stessa elettropompa, oltre a non comportare particolari complicazioni o modifiche e adattamenti in retro-fitting su impianti o macchinari di tipo noto, a vantaggio dell’economia globale di produzione e del prezzo finale del prodotto.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. elettropompa a cursore oscillante, comprendente: - un corpo principale (2) definente un canale di efflusso (2a) avente una luce di ingresso ed una luce di uscita opposta a detta luce di ingresso; - un elemento propulsore (3) alloggiato in detto corpo principale (2) ed atto a movimentare un flusso (3a); e - mezzi attuatori (4) agenti su detto elemento propulsore (2) per movimentarlo secondo atti di moto rettilinei alternativi lungo un asse operativo (3b), caratterizzata dal fatto che comprende inoltre mezzi di tenuta auto-lubrificanti (5) operativamente interposti tra il corpo principale (2) e l’elemento propulsore (3) per garantire una tenuta idraulica e/o pneumatica tra il corpo principale (2) stesso e detto canale di efflusso (2a). 2. elettropompa secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento propulsore (3) comprende un corpo attuatore (3a) direttamente attivo su un fluido per determinarne detto flusso (3a) ed un alberino di sostegno (3b) connesso a detto corpo attuatore (3a) ed asservito a detti mezzi attuatori (4), i mezzi di tenuta auto-lubrificanti (5) essendo operativamente attivi su detto alberino di sostegno (3b). 3. elettropompa secondo le rivendicazioni 1 e/o 2, in cui i mezzi di tenuta auto-lubrificanti comprendono almeno un anello di tenuta calettato sull’alberino di sostegno (3b). 4. elettropompa secondo la rivendicazione 3, in cui detto almeno un anello di tenuta à ̈ realizzato in materiale, preferibilmente avente comportamento iperelastico, detto materiale essendo ancor più preferibilmente una polimero additivato con una sostanza inibitrice di attrito. 5. elettropompa secondo la rivendicazione 4, in cui detto materiale comprende PTFE/teflon e/o grafite. 6. elettropompa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti dalla 3 alla 5, in cui sono inoltre presenti mezzi di alloggiamento (6) ricavati nel corpo principale (2) ed almeno parzialmente controsagomati, in sezione trasversale, all’anello di tenuta. 7. elettropompa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi attuatori (4) comprendono un predeterminato numero di avvolgimenti elettromagnetici, l’alberino di sostegno (3b) avendo preferibilmente proprietà ferromagnetiche e/o paramagnetiche ed essendo movimentabile per effetto di induzioni elettromagnetiche generate da detti avvolgimenti elettromagnetici. 8. macchinario comprendente almeno un circuito di movimentazione di un fluido, detto macchinario e/o detto circuito di movimentazione di un fluido comprendendo almeno un’elettropompa (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti. 9. metodo di assemblaggio di elettropompe a cursore oscillante, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: - predisporre un corpo principale (2) definente un canale di efflusso (2a) avente una luce di ingresso ed una luce di uscita opposta a detta luce di ingresso; - predisporre un elemento propulsore (3) e mezzi attuatori (4) associabili a detto corpo principale (2); - predisporre mezzi di tenuta (5) operativamente interponibili tra il corpo principale (2) e l’elemento propulsore (3); e - assemblare il corpo principale (2) con l’elemento propulsore (3) e/o con i mezzi attuatori (4) e/o con i mezzi di tenuta (5), caratterizzato dal fatto che detta fase di predisporre mezzi di tenuta (5) comprende almeno una sottofase di conferire a detti mezzi di tenuta (5) proprietà autolubrificanti. 10. metodo secondo la rivendicazione 9, in cui detta 2. elettropompa secondo la rivendicazione 1, in cui detta fase di assemblaggio comprende le seguenti sottofasi: - predisporre un alberino di sostegno (3b) dell’elemento propulsore (3); - predisporre un corpo attuatore (3a) dell’elemento propulsore (3); e - unire detto alberino di sostegno (3b) a detto corpo attuatore (3a), caratterizzata dal fatto che la fase di assemblaggio non comprende una fase di aggiungere un lubrificante aggiuntivo di natura oleosa o grassa tra i mezzi di tenuta (5) ed almeno l’alberino di sostegno (3b) dell’elemento propulsore (3).