ITMI941638A1

ITMI941638A1 - Rotore per motore pneumtico

Info

Publication number: ITMI941638A1
Application number: IT001638A
Authority: IT
Inventors: Guido Valentini
Original assignee: Guido Valentini
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1996-01-29
Also published as: ITMI941638A0; TW269756B; IT1273703B; EP0695854A1

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Rotore per motore pneumatico."

La presente invenzione si riferisce ad un rotore per motore pneumatico.

I motori pneumatici comprendono un corpo fisso o statore all'interno del quale è ricavata una cavità cilindrica detta cavità statorica, in cui è girevolmente inserito un rotore comprendente un corpo cilindrico di diametro minore, solidale ad un albero di trasmissione del moto. Il rotore è provvisto di una successione circonferenziale di pale radiali estendentisi per tutta la lunghezza del corpo cilindrico del rotore; l'asse longitudinale del corpo cilindrico del rotore (coincidente con l'asse di rotazione dell'albero) è parallelo ma disassato rispetto all'asse longitudinale della cavità statorica di un tratto sufficiente a far sì che il corpo cilindrico del rotore e la cavità statorica abbiano un punto di contatto, e nella cavità statorica si formi una intercapedine di sezione crescente a partire da detto punto di contatto fino ad un punto di massima eccentricità diametralmente opposto, e di sezione decrescente dal punto di massima eccentricità al punto di contatto. La cavità statorica è inoltre provvista di un passaggio di ingresso di un fluido aeriforme in pressione (tipicamente aria) che comunica con la cavità statorica stessa nel tratto a sezione crescente di detta intercapedine, nelle vicinanze del punto di contatto con il corpo cilindrico del rotore, e di un passaggio di scarico di detto fluido aeriforme, che comunica con la cavità statorica nel tratto a sezione decrescente di detta intercapedine, fra il punto di massima eccentricità e detto punto di contatto. Il fluido in pressione entrante nella cavità statorica attraverso il passaggio di ingresso esercita una azione di spinta sulle pale radiati, determinando la rotazione del rotore e quindi dell'albero di trasmissione, e fuoriesce dalla cavità statorica attraverso il passaggio di uscita.

Le pale radiati sono sostanzialmente delle lamine scorrevolmente inserite in rispettive sedi radiati costituite da intagli di alloggiamento praticati nel corpo cilindrico del rotore e che si estendono longitudinalmente per l'intera lunghezza di quest'ultimo. Sono inoltre previsti mezzi per mantenere le pale in condizioni di impegno forzato con la superficie interna della cavità statorica. Le pale devono sporgere dal corpo cilindrico del rotore in misura variabile con la sezione di detta intercapedine: in corrispondenza del punto di contatto fra corpo cilindrico del rotore e cavità statorica, le pale sono completamente ritratte entro gli intagli di alloggiamento; muovendosi nel senso di rotazione del rotore. le pale sporgono in misura sempre maggiore fino a raggiungere l'estensione massima in corrispondenza del punto di massima eccentricità.

A questo scopo, sono noti motori pneumatici nei quali il fluido in pressione stesso viene impiegato per premere le pale radiali contro la superficie interna della cavità statorica; ciò si ottiene ad esempio mediante una pluralità di scanalature radiali praticate nei due coperchi di chiusura delle estremità aperte della cavità statorica, scanalature che, quando gli intagli di alloggiamento delle pale transitano di fronte ad esse, consentono al fluido in pressione di penetrare negli intagli stessi in modo da spingere le pale radialmente verso l'esterno.

In questo modo tuttavia non è possibile garantire una spinta costante sulle pale, in quanto fra una scalatura e la successiva dei coperchi di chiusura il fluido in pressione non può penetrare negli intagli di alloggiamento.

Un'altra soluzione nota prevede invece di praticare scanalature radiali lungo le pale stesse, in modo da consentire al fluido in pressione di penetrare nei rispettivi intagli di alloggiamento per spingere le pale radialmente verso l’esterno.

Questa soluzione ha lo svantaggio di non consentire al fluido in pressione di penetrare nell'intaglio di alloggiamento della pala, e quindi di spingere quest'ultima contro la superficie interna della cavità statorica, se non dopo che la pala stessa, nel suo moto di rivoluzione intorno all'asse di rotazione del rotore, ha superato il punto di contatto e si trova già nel tratto a sezione crescente dell'intercapedine; considerate anche le inerzie, si comprende come esista un tratto iniziale a partire dal punto di contatto nel quale la pala non è sollecitata con la dovuta pressione contro la superficie interna della camera pressostatica, e non è quindi garantita la tenuta. Un problema analogo, ma opposto, si presenta invece nella fase di scarico del fluido in pressione, dopo che la pala è transitata dal punto di massima eccentricità: la pala continua ad essere sollecitata contro la superficie interna della cavità statorica fino a quando essa non viene a trovarsi di fronte al passaggio di uscita, mentre sarebbe preferibile che dopo aver superato il punto di massima eccentricità la pressione della pala contro la superficie della cavità statorica diminuisse progressivamente, onde consentire una migliore espansione del fluido.

Inoltre, entrambe le soluzioni precedenti sono sconvenienti dal punto di vista produttivo in quanto richiedono la lavorazione non solo del rotore (per realizzare le sedi delle pale), ma anche dei coperchi o delle pale stesse, per praticare le suddette scanalature di passaggio del fluido in pressione.

In vista dello stato della tecnica descritto, scopo della presente invenzione è quello di realizzare un rotore per motore pneumatico che superi gli inconvenienti dei rotori noti.

In accordo con la presente invenzione, tale scopo è raggiunto mediante un rotore per motore pneumatico comprendente una cavità statorica in cui è girevolmente inserito il rotore, detto rotore comprendendo un corpo sostanzialmente cilindrico nel quale è praticata una successione circonferenziale di intagli radiali estendentisi per l'intera lunghezza del corpo cilindrico stesso, e formanti altrettante sedi per rispettive pale radiali scorrevvolmente inserite in detti intagli, caratterizzato dal fatto che a ciascuno di detti intagli è associato almeno un rispettivo condotto praticato in detto corpo cilindrico separatamente e in anticipo rispetto a detto intaglio nel senso di rotazione del rotore e comunicante con la cavità statorica e con il fondo del rispettivo intaglio, per permettere ad un fluido in pressione di penetrare nel fondo di detti intagli per sollecitare dette pale in una condizione di impegno forzato con una superficie interna di detta cavità statorica.

Grazie alla presente invenzione, quando nel corso del suo moto di rivoluzione intorno all'asse di rotazione del rotore a pala transita in corrispondenza del punto di contatto fra corpo cilindrico del rotore e cavità statorica, essa può già ricevere la spinta del fluido in pressione penetrante nel fondo dell'intaglio di alloggiamento attraverso il condotto in anticipo, che si trova già nel tratto a sezione crescente dell'intercapedine della cavità statorica; in questo modo, quando la pala entra nel tratto a sezione crescente dell'intercapedine, essa è già efficacemente spinta,contro la superficie interna della cavità statorica dal fluido in pressione. Analogamente, dopo che la pala ha superato il punto di massima eccentricità (quindi nella fase di scarico del fluido in pressione), poiché detto condotto in anticipo viene a trovarsi di fronte al passaggio di uscita prima della pala stessa, il fluido presente nell'intaglio di alloggiamento della pala viene scaricato in anticipo rispetto all'istante in cui la pala viene a trovarsi di fronte al passaggio di uscita; in questo modo la pala non è più spinta contro la superficie interna della cavità statorica, la tenuta viene a mancare, e l'espansione del fluido in fase di scarico è facilitata.

Un altro vantaggio consiste nel fatto che non è più necessario lavorare le pale o altre parti del motore penumatico diverse dal corpo cilindrico del rotore, che deve comunque essere lavorato per realizzare le sedi delle pale radiali. Il rotore secondo la presente invenzione semplifica il processo di fabbricazione del motore pneumatico, pur garantendo le medesime caratteristiche funzionali dei motori pneumatici noti.

Le caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo negli uniti disegni, nei quali:

la figura 1 è una vista in sezione secondo un piano trasversale di un motore pneumatico comprendente un rotore secondo il trovato;

la figura 2 è una sezione parziale secondo il piano II-II di figura 1;

la figura 3 è una sezione parziale secondo il piano III—III di figura 1;

la figura 4 è una sezione parziale secondo il piano IV-IV di figura 1.

Con riferimento alla figura 1, un motore pneumatico comprende in modo in sè noto uno statore 1 costituito sostanzialmente da un corpo cilindrico, nel quale è praticata una cavità statorica 2 di forma sostanzialmente cilindrica, presentante delle ovalizzazioni o bombature 10 (evidenziate dallo scostamento del profilo della cavità statorica rispetto ad un profilo cilindrico ideale visibile in tratto e punto in figura 1) come descritto in una contemporanea domanda di brevetto per invenzione industriale a nome dello stesso richiedente. Nello statore 1 sono inoltre previsti due passaggi 3 e 4, rispettivamente per l'ingresso nella cavità statorica 2 e per lo scarico dalla medesima di un fluido aeriforme in pressione, tipicamente aria compressa; i due passaggi comunicano con la cavità statorica 2 in punti distinti posti lungo un asse longitudinale (perpendicolare al piano del disegno) della cavità statorica 2 stessa. La cavità statorica è chiusa alle due estremità da due rispettivi coperchi 12 (uno dei quali è visibile nella figura 2).

All'interno della cavità statorica 2 è girevolmente inserito un rotore 5 comprendente un corpo cilindrico 7, solidale ad un albero di trasmissione del moto 6, che è accoppiato al rotore 5 mediante un accoppiamento dentato. L'asse longitudinale del rotore 5, coincidente con il suo asse di rotazione, è parallelo ma disassato rispetto all'asse longitudinale della cavità statorica 2. Il disassamento è tale che il corpo cilindrico 7 e la cavità statorica 2 presentano un punto comune di contatto 50; si forma così una intercapedine 51 fra la parete della cavità statorica 2 e la superficie esterna del corpo cilindrico 7, intercapedine avente una tratto a sezione crescente fra il punto di contatto 50 ed un punto di massima eccentricità 52 diametralmente opposto, ed un tratto a sezione decrescente fra il punto di massima eccentricità 52 ed il punto di contatto 50.

Nel corpo cilindrico 7 è inoltre praticata una successione circonferenziale di intagli radiali 8 che si estendono per l'intera lunghezza del corpo cilindrico 7 (fig. 2), ed in ciascuno dei quali è scorrevolmente alloggiata una rispettiva pala radiale 9. Per ciascun intaglio 8 sono previste due scanalature 11, praticate sulle due facce di testa opposte del corpo cilindrico 7, aventi forma sostanzialmente ad "L", che partono dalla superficie esterna del corpo cilindrico 7, si estendono radialmente verso l'asse del corpo cilindrico 7 (fig. 4), e si ripiegano ad "L" per terminare sul fondo del rispettivo intaglio 8 (figg. 1 e 2). Le scanalature 11 sono in anticipo rispetto al rispettivo intaglio radiale 8 nel senso di rotazione del rotore all’interno della cavità statorica 2.

Durante il funzionamento del motore pneumatico, l'aria compressa entrante nella cavità statorica attraverso il passaggio di ingrèsso 3 si diffonde in senso orario ed esercita un'azione di spinta sulle pale 9, determinando la rotazione del rotore 5. L'aria compressa presente nella cavità statorica 2 inoltre, passando attraverso le scanalature 11, penetra nel fondo degli intagli 8, determinando cosi la spinta radiale centrifuga delle pale 9, che vengono in questo modo mantenute in condizione di impegno forzato con la superficie interna della cavità statorica 2.

Grazie al fatto che le scanalature 11 sono in anticipo rispetto al rispettivo intaglio radiale 8 a cui sono associate nel senso di rotazione del rotore all'interno della cavità statorica 2, quando una pala 9 si trova in corrispondenza del punto di minima eccentricità 50 le scanalature 11 si trovano già nel tratto a sezione crescente dell'intercapedine 51, e l'aria compressa può quindi penetrare attraverso esse nel fondo dell'intaglio 8; la pala 9 viene cosi preventivamente spinta contro la superficie interna della cavità statorica 2, e quando essa dopo aver oltrepassato il punto 50 entra nel tratto a sezione crescente dell'intercapedine 51 viene garantita la tenuta.

Analogamente, quando una pala 9 si trova nel tratto a sezione decrescente dell'intercapedine 51 ma non ha ancora raggiunto il passaggio di uscita 4, le scanalature 11 associate all'intaglio 8 in cui la pala è alloggiata si trovano già di fronte al passaggio di uscita 4; l'aria compressa presente nell'intaglio 8 viene così scaricata prima che la pala 9 raggiunga il passaggio di uscita 4, in modo che la pala 9 stessa non sia più spinta contro la superficie interna della cavità statorica 2; ciò favorisce l'espansione dell'aria nel tratto a valle del punto di massima eccentricità 52 (fig. 1).

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Rotore per motore pneumatico comprendente una cavità statorica (2) in cui è girevolmente inserito il rotore (5), detto rotore (5) comprendendo un corpo (7) sostanzialmente cilindrico nel quale è praticata una successione circonferenziale di intagli radiali (8) estendentisi per l'intera lunghezza del corpo cilindrico (7) stesso, e formanti altrettante sedi per rispettive pale radiali (9) scorrevvolmente inserite in detti intagli (8), caratterizzato dal fatto che a ciascuno di detti intagli (8) è associato almeno un rispettivo condotto (11) praticato in detto corpo cilindrico (7) separatamente e in anticipo rispetto a detto intaglio (8) nel senso di rotazione del rotore (5) e comunicante con la cavità statorica (2) e con il fondo del rispettivo intaglio (8), per permettere ad un fluido in pressione di penetrare nel fondo di detti intagli (8) per sollecitare dette pale (9) in una condizione di impegno forzato con una superficie interna di detta cavità statorica (2).
2. Rotore per motore pneumatico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto almeno un rispettivo condotto comprende una scanalatura (11) praticata in una faccia terminale di detto corpo cilindrico (7).
3. Rotore per motore pneumatico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto almeno un rispettivo condotto comprende una coppia di scanalature (11) praticate in due facce terminali opposte di detto corpo cilindrico (7).
4. Rotore per motore pneumatico secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette scanalature (11) comprende un tratto sostanzialmente radiale estendentesi dalla superficie esterna di detto corpo cilindrico (7) per una lunghezza sostanzialmente pari alla profondità di detti intagli (8), ed un tratto trasversale collegato al fondo di un rispettivo intaglio (8).