ITMI941639A1

ITMI941639A1 - Statore per motore pneumatico

Info

Publication number: ITMI941639A1
Application number: IT001639A
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: ITMI941639A0; IT1273704B; TW272332B; EP0695855A1

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Statore per motore pneumatico."

La presente invenzione si riferisce ad uno statore 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 stesso; 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 Co punto di minima eccentricità) fino ad un punto di massima eccentricità diametralmente opposto, e quindi decrescente dal punto di massima eccentricità al punto di minima eccentricità. 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 ed il punto di minima eccentricità. 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 radiali sono sostanzialmente delle lamine scorrevolmente inserite in rispettive sedi radiali 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 sporgono quindi dal corpo cilindrico del rotore in misura variabile con la sezione di detta intercapedine.

Risulta evidente che, nel punto in cui il passaggio di ingresso del fluido in pressione comunica con la cavità statorica, essendo in detto punto la sezione dell'intercapedine ancora limitata, la superficie attiva delle pale (ossia la superficie del tratto di pala fra il corpo cilindrico del rotore e la superficie interna della cavità statorica) è ridotta, e pertanto non si riesce a sfruttare nel modo migliore la pressione del fluido, che è in quel punto massima. Ciò determina una riduzione dell'efficienza del motore, a parità di altre condizioni.

In vista dello stato della tecnica descritto, scopo della presente invenzione è quello di realizzare uno statore per motore pneumatico che superi il suddetto inconveniente.

In accordo con la presente invenzione, tale scopo è raggiunto mediante uno statore per motore pneumatico comprendente un corpo fisso nel quale è praticata una cavità statorica sostanzialmente cilindrica in cui è girevolmente alloggiato in posizione eccentrica un rotore determinante con la cavità statorica una intercapedine avente un tratto a sezione crescente da un punto di minima eccentricità ad un punto di massima eccentricità, ed un tratto a sezione decrescente dal punto di massima eccentricità al punto di minima eccentricità, detto statore comprendendo un passaggio di ingresso di un fluido in pressione, comunicante con la cavità statorica nel tratto a sezione crescente di detta intercapedine, ed un passaggio di uscita del fluido in pressione comunicante con la cavità statorica nel tratto a sezione decrescente di detta intercapedine, caratterizzato dal fatto che detta cavità statorica sostanzialmente cilindrica è provvista di una prima ovalizzazione, nel tratto a sezione crescente dell'intercapedine in corrispondenza del passaggio di ingresso del fluido, per aumentare la sezione di detta intercapedine rispetto ad un profilo perfettamente cilindrico.

Grazie alla presente invenzione, la sezione di detta intercapedine nelle vicinanze dell'ingresso del fluido in pressione è aumentata rispetto al caso di una cavità statorica perfettamente cilindrica; la superficie attiva delle pale del rotore viene cosi aumentata, e conseguentemente aumenta l'efficienza del motore pneumatico.

In accordo con una soluzione preferita, la cavità statorica comprende inoltre una seconda ovalizzazione nel tratto a sezione decrescente di detta intercapedine, per mantenere costante la sezione di detta intercapedine in un tratto compreso fra il punto di massima eccentricità ed una imboccatura del passaggio di uscita del fluido in pressione.

In questo modo si evita che il fluido subisca una compressione a causa della diminuzione della sezione dell'intercapedine fra il punto di massima eccentricità ed il passaggio di uscita, compressione che si verifica invece nel caso di cavità statorica cilindrica determinando un'azione frenante del fluido sulle pale del rotore.

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;

la figura 5 è una vista analoga alla figura 1, con il rotore ruotato;

la figura 6 è una vista schematica di uno statore secondo la presente invenzione.

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. 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 a tenuta (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, o punto di minima eccentricità; si forma cosi 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 minima eccentricità 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 minima eccentricità 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. Come descritto in una contemporanea domanda di brevetto per invenzione industriale a nome dello stesso richiedente, 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 (f.igg. 1 e 2). Le scanalature 11 sono in anticipo rispetto agli intagli radiali 8 nel senso di rotazione del rotore 5.

La cavità statorica 2, che come si è detto ha forma sostanzialmente cilindrica, comprende tuttavia una prima ovalizzazione 20, meglio visibile nella figura 6 dove si nota lo scostamento del profilo della cavità statorica 2 rispetto ad un profilo cilindrico 21 mostrato in punto e tratto, per far aumentare la sezione dell'intercapedine 51 in modo più accentuato che nel caso di cavità esattamente cilindrica; l’ovalizzazione 20 inizia sostanzialmente in corrispondenza del bordo a monte 22 del passaggio di ingresso 3 di aria compressa e raggiunge il massimo valore in corrispondenza del bordo a valle 23 del passaggio di ingresso 3, posto a 60° rispetto al punto di minima eccentricità 50; l'ovalizzazione 20 diminuisce quindi progressivamente fino a che il profilo della cavità statorica 2 si ricongiunge con il profilo cilindrico 21, in un punto 24 posto fra il bordo a valle 23 del passaggio di ingresso 3 ed il punto di massima eccentricità 52- In questo modo, la sezione dell'intercapedine 51 in corrispondenza del passaggio di ingresso 3 di aria compressa e nel tratto immediatamente successivo risulta maggiore di quella che si avrebbe se la cavità statorica 2 fosse perfettamente cilindrica; ciò determina un aumento della superficie attiva delle pale 9 in corrispondenza del passaggio di ingresso 3 di aria compressa, ove la pressione dell'aria è maggiore, e quindi un migliore rendimento del motore.

La cavità statorica 2 presenta inoltre una seconda ovalizzazione 25 che consente di mantenere sostanzialmente costante la sezione dell'intercapedine 51 nel tratto che va dal punto di massima eccentricità 52 al bordo a monte 26 dell'uscita 4 di aria, posto ad un angolo di 60° rispetto al punto di massima eccentricità 52. In questo modo si evita che, come nel caso di cavità perfettamente cilindrica, la sezione dell'intercapedine 51 cominci a decrescere dal punto di massima eccentricità 52, causando una riduzione del volume a disposizione dell'aria e quindi una progressiva compressione di quest'ultima in una zona in cui è invece opportuno che l'aria si espanda il più liberamente possibile per essere poi scaricata; l'aumento di pressione nel tratto dell'intercapedine 51 fra il punto 52 e l'uscita 4 rallenta il moto del rotore 5, causando una perdita di potenza. Superato il punto 26, l'ovalizzazione 25 diminuisce progressivamente fino a che il profilo della camera statorica 2 si ricongiunge con il profilo cilindrico 21, all'incirca in prossimità del bordo a valle 27 dell'uscita 4.

Durante il funzionamento del motore pneumatico, l'aria compressa entrante nella cavità statorica attraverso il passaggio di ingresso 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.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Statore per motore pneumatico comprendente un corpo fisso (1) net quale è praticata una cavità statorica (2) sostanzialmente cilindrica in cui è girevolmente alloggiato in posizione eccentrica un rotore (5) determinante con la cavità statorica (2) una intercapedine (51) avente un tratto a sezione crescente da un punto di minima eccentricità (50) ad un punto di massima eccentricità (52), ed un tratto a sezione decrescente dal punto di massima eccentricità (52) al punto di minima eccentricità (50), detto statore comprendendo un passaggio di ingresso (3) di un fluido in pressione, comunicante con la cavità statorica (2) nel tratto a sezione crescente di detta intercapedine (51), ed un passaggio di uscita (4) del fluido in pressione comunicante con la cavità statorica (2) nel tratto a sezione decrescente di detta intercapedine (51), caratterizzato dal fatto che detta cavità statorica (2) sostanzialmente cilindrica è provvista di una prima ovalizzazione (20), nel tratto a sezione crescente dell'intercapedine (51) in corrispondenza del passaggio di ingresso (3) del fluido, per aumentare la sezione di detta intercapedine (51) rispetto ad un profilo perfettamente cilindrico (21).
2. Statore per motore pneumatico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la cavità statorica (2) comprende inoltre una seconda ovalizzazione (25) nel tratto a sezione decrescente di detta intercapedine (51), per mantenere sostanzialmente costante la sezione di detta intercapedine (51) in un tratto compreso fra il punto di massima eccentricità (52) ed una imboccatura (26) del passaggio di uscita (4) del fluido in pressione.
3. Statore per motore pneumatico secondo la rivendicazione Ί, caratterizzato dal fatto che detto rotore (5) comprende un corpo sostanzialmente cilindrico (7) net 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) scorrevolmente inserite in detti intagli (8), essendo previsti mezzi (11) per mantenere dette pale radiali (9) in condizioni di impegno forzato con una superficie interna di detta cavità statorica (2).
4. Statore per motore pneumatico secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (11) comprendono una coppia di scanalature (11) per ciascun intaglio radiale (8), dette scanalature (11) essendo praticate in due facce terminali di detto corpo cilindrico in modo da risultare in anticipo rispetto a detto intaglio (8) nel senso di rotazione del rotore (5) e comunicando con il fondo di detto intaglio radiale (8) per permettere al fluido in pressione di penetrare in detti intagli (8) per sollecitare dette pale (9) in condizioni di impegno forzato contro la superficie interna della cavità statorica