ITMO20000088A1 - Dispositivo di bloccaggio del pacco statorico di elettropompe - Google Patents

Description

Descrizione di invenzione industriale

Dispositivo di bloccaggio del pacco statorico di elettropompe

La presente invenzione concerne un dispositivo di bloccaggio del pacco statorico per pompe centrifughe sommerse .

Tale dispositivo risulta idoneo a bloccare il pacco dei diffusori impedendone qualsiasi movimento all'interno del mantello cilindrico della pompa, particolarmente in direzione assiale.

Il brevetto italiano IT 1005473, depositato a nome della stessa richiedente, descrive un dispositivo di bloccaggio comprendente una coppia di corone di estremità ognuna delle quali risulta fissata all'interno del mantello cilindrico, rispettivamente a monte e a valle del pacco statorico, mediante un anello elastico a sezione circolare e forma toroidale incassato in una corrispondente gola ricavata all'interno del mantello stesso. Ciascuna corona risulta provvista di fori filettati per

l'avvitamento dell'estremità di altrettante viti passanti attraverso flange di chiusura disposte alle opposte estremità del mantello e su di esso centrate. La corona disposta a valle del pacco statorico costituisce un arresto assiale del pacco, mentre quella disposta a monte costituisce un elemento di ancoraggio per la flangia superiore. La flangia superiore appoggia su di un collare dotato di un gradino di centraggio ed appoggio ad una zona periferica del primo diffusore del pacco. In tal modo quando la flangia superiore viene fissata alla rispettiva corona tramite le viti il pacco statorico viene serrato tra il collare e la corona dell'estremità opposta. In una variante, il suddetto dispositivo comprende una corona saldata ad una estremità del mantello della pompa e non ad esso fissata tramite anello elastico.

Un difetto dei dispositivi di questo tipo consiste nel fatto che, quando le flange vengono fissate sul mantello per mezzo delle viti, occorre limitare il momento di serraggio ad un valore prestabilito onde evitare che l'anello elastico venga estruso nello spazio presente tra corona e mantello deformando la gola ed imbozzando il mantello, o che, addirittura, esca dalla gola.

Durante il funzionamento della pompa, poi, l'anello elastico viene sollecitato non soltanto dalle tensioni dovute al serraggio delle viti, ma anche dalla pressione del liquido, cosicché un tale dispositivo di bloccaggio risulta applicabile soltanto a pompe di limitata prevalenza e non elevato numero di stadi.

Poiché il diametro interno del mantello, il diametro esterno della corona e la cava disposta per ricevere l'anello elastico sono soggetti a variazioni dimensionali dovute a tolleranze di lavorazione, il momento di serraggio delle viti deve risultare contenuto anche al fine di evitare pericolose espulsioni dell'anello dalla sua sede in condizioni di gioco massimo.

E’ noto, inoltre, un dispositivo di bloccaggio comprendente due ordini di feritoie punzonate nel mantello cilindrico esterno della pompa su due piani paralleli ed ortogonali all’asse della pompa, disposti rispettivamente a monte ed a valle del pacco statorico.

Attraverso le suddette feritoie vengono introdotti all'interno del mantello naselli di cui risultano provvisti dadi atti ad impegnarsi nelle estremità filettate di tiranti disposti parallelamente all'asse della pompa e passanti attraverso fori ricavati nelle flange di chiusura della pompa. I suddetti naselli fungono da riscontri per i diffusori di estremità del pacco statorico consentendone il bloccaggio.

In una versione ulteriore la pompa può comprendere una flangia saldata ad una delle estremità ed un dispositivo come quello appena descritto all'altra estremità. Un difetto di tali dispositivi consiste nel fatto che la punzonatura o tranciatura delle feritoie sul mantello esterno produce delle deformazioni di ovalizzazione sul mantello stesso che causano difficoltà nell'introduzione del pacco richiedendo onerose operazioni di aggiustaggio .

Inoltre la tranciatura determina un incrudimento dell'acciaio di cui è costituito il mantello enfatizzando l'innesco di fenomeni di corrosione.

Lo sforzo di serraggio, poi, non viene ripartito uniformemente sul bordo circonferenziale del mantello, ma è concentrato in zone le quali risultano ad innesco di fessurazioni e corrosione sotto fatica.

Infine, il montaggio di un dispositivo di bloccaggio di questo tipo, ossia provvisto di uno speciale dado di riscontro, risulta piuttosto complesso e tale, da richiedere un notevole dispendio di tempo.

E' noto, poi, un dispositivo di bloccaggio comprendente una coppia di flange disposte ciascuna ad una delle estremità del mantello, le quali risultano sporgenti dal suddetto mantello e presentano fori esterni al diametro del mantello ed atti a consentire l'alloggiamento di tiranti. Sulle estremità filettate di tali tiranti si impegnano dadi che serrano il mantello, e conseguentemente il pacco statorico, tra le flange della pompa. Una variante consiste nell'assenza di un mantello metallico esterno e nell'impiego di diffusori dotati ciascuno di un proprio mantello.

Dispositivi di questo tipo sono molto ingombranti ed aumentano considerevolmente l'ingombro radiale per effetto.della presenza dei tiranti/ i quali vengono dimensionati secondo la massima pressione esercitata dalla pompa durante il funzionamento.

Inoltre, dispositivi di questo tipo risultano antieconomici in quanto, quando è utilizzato un unico mantello esterno metallico, esso assolve unicamente funzione di contenimento del pacco dei diffusori e risulta necessario prevedere inoltre una pluralità di tiranti assiali disposti per sopportare la compressione assiale dei suddetti diffusori.

E' noto infine un dispositivo di bloccaggio comprendente una coppia di flange filettate sul loro diametro esterno e disposte ciascuna ad una estremità del mantello. Tali filettature si impegnano in un corrispondente tratto filettato ricavato nella superficie interna del mantello. Il bloccaggio del pacco statorico dei diffusori si ottiene avvitando al mantello le due flange filettate. In una versione<' >del suddetto dispositivo, il mantello presenta una prima flangia saldata ad una delle sue estremità ed atta a fungere da riscontro per il primo diffusore del pacco ed una seconda flangia filettata avvitata all'altra estremità.

In dispositivi di questo tipo, tuttavia, risulta piuttosto difficile ottenere elevati momenti«di serraggio, di conseguenza non è sempre possibile conferire al pacco dei diffusori la pressione desiderata.

La difficoltà di raggiungimento di elevati momenti di serraggio è inoltre condizionata dal fatto che mantello e flangia sono ricavati in materiali simili, il che comporta elevati rischi di grippaggio nel corso dell 'avvitamento.

Inoltre pompe provviste di tali dispositivi risultano difficili da smontare a causa della presenza di materiale incrostante, quale ad esempio residui o limo, che tende ad accumularsi in corrispondenza dell'accoppiamento filettato.

Uno scopo della presente invenzione è di migliorare i dispositivi di bloccaggio noti.

Un altro scopo della presente invenzione è di fornire un dispositivo per il bloccaggio del pacco statorico di una pompa comprendente un anello elastico che risulti facilmente inseribile nella ed estraibile dalla relativa sede.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è di fornire un dispositivo di bloccaggio comprendente un anello elastico che sia sostanzialmente esente da deformazioni in esercizio, in modo che possa essere limitato il rischio che esso venga espulso dalla cava in cui è alloggiato. Secondo l'invenzione, è previsto un dispositivo di bloccaggio del pacco statorico di una pompa, comprendente mezzi a mantello idonei a contenere gli stadi di pompaggio di un fluido da pompare, mezzi a corona provvisti di mezzi di collegamento e fissaggio disposti per collegare a detti mezzi a corona mezzi a flangia di detta pompa, detti mezzi a flangia essendo atti a chiudere ermeticamente detti mezzi a mantello, mezzi ad anello elastico interposti tra detti mezzi a mantello e detti mezzi a corona, atti ad impedire lo scorrimento assiale di detti mezzi a corona all'interno di detti mezzi a mantello, caratterizzato da ciò, che detti mezzi ad anello elastico comprendono mezzi a cuneo provvisti di una superficie di attrito atta ad accoppiarsi con una relativa superficie coniugata di detti mezzi a corona .

Vantaggiosamente, detti mezzi ad anello elastico comprendono mezzi a dente atti ad impegnare relativi mezzi ad incavo ricavati in detti mezzi a mantello.

In tal modo è prevista per detti mezzi ad anello elastico una posizione predefinita assialmente a detto mantello.

Preferibilmente, detta superficie di attrito è una superficie conica.

Vantaggiosamente, inoltre, i mezzi ad anello risultano interrotti in un tratto del loro bordo pierimetrale, ciò ne permette una modesta deformazione circonferenziale, sufficiente tuttavia per consentire ai mezzi a dente di impegnare stabilmente i mezzi ad incavo ricavati nel mantello.

Vantaggiosamente, poi, detti mezzi a flangia sono associati a mezzi di supporto provvisti di un gradino di appoggio che si impegna sul primo dei diffusori del pacco statorico della pompa. Pertanto, quando le viti vengono serrate i mezzi a flangia premono i mezzi di supporto i quali vanno a bloccare il pacco statorico della pompa impedendone qualsiasi movimento.

Grazie alla presente invenzione è possibile ottenere un dispositivo in cui l'azione di bloccaggio è ottenuta tramite l'accoppiamento di superfici di attrito disposte in modo da bloccarsi reciprocamente. I mezzi a cuneo, infatti, si comportano come elementi assialmente rigidi eliminando in tal modo il pericolo di espulsio-

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Inoltre, poiché i mezzi a dente, in condizioni operative, sono sollecitati prevalentemente sulle superfici disposte perpendicolarmente all'asse del mantello, non agiscono su di essi componenti di forze che li inducano a fuoriuscire dai rispettivi mezzi ad incavo.

Grazie alla presente invenzione, infine, è possibile realizzare un dispositivo di bloccaggio del pacco statorico utilizzabile anche in pompe di elevata prevalenza, o.comunque anche in pompe per le quali attualmente non è impiegabile la soluzione di cui a IT 1005473 a motivo dell'elevata pressione idraulica interna.

L'invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni, che ne illustrano alcune forme esemplificative e non limitative di attuazione, in cui:

Figura 1 è una sezione longitudinale interrotta di una pompa equipaggiata con un dispositivo di bloccaggio secondo l'invenzione;

Figura.2 è un particolare ingrandito di Figura 1;

Figura 3 è un particolare ulteriormente ingrandito di Figura 1 che mostra un anello elastico inserito nella relativa sede;

Figura 4 è una sezione IV-IV di Figura 2 che mostra l'anello anello elastico nella posizione in cui esso risulta interrotto.

Con riferimento alle Figure da 1 a 3, è mostrata una pompa 1 comprendente un mantello esterno 2 costituito da un elemento tubolare in acciaio all'interno del quale è alloggiata una corona 3.

Tra la corona 3 ed il mantello 2 è interposto un anello elastico 4 comprendente una porzione aggettante 5 disposta per essere alloggiata all'interno di una cava 6 ricavata nel mantello 2. L'anello elastico 4 comprende un tratto di superficie conica 7 atto ad accoppiarsi con una rispettiva superficie coniugata 7a della corona 3.

La pompa 1 comprende inoltre una flangia 8 di chiusura del mantello 2 che viene fissata alla corona 3 per mezzo di viti 9 che impegnano fori filettati ricavati nella suddetta corona 3.

Durante il serraggio delle viti 9, i mezzi ad anello 4 vengono mantenuti rigidamente connessi al mantello 2 grazie all'accoppiamento della porzione aggettante 5 con la cava 6, mentre la corona 3 si sposta in direzione della flangia 8 portando a contatto le superfici coniugate 7 e 7a.

Con riferimento alla Figura 4, è mostrato l'anello 4 in corrispondenza di un taglio inclinato 15 che ne interrompe la circonferenza; il suddetto taglio 15 consente la rapida estrazione dell'anello 4 con l'impiego di un normale cacciavite ad estremità piatta in fase di disassemblaggio della pompa 1.

Il taglio 15 permette la deformazione circonferenziale dell'anello 4 in modo da consentire l'alloggiamento della porzione aggettante 5 all'interno della cava 6.

Poiché in fase operativa l'anello 4 esplica l'azione di bloccaggio nei confronti della corona 3 non grazie ad una deformazione elastica/ ma comportandosi sostanzialmente come un corpo rigidamente fissato al mantello 2, vantaggiosamente esso viene realizzato in acciaio al fine di presentare una migliore resistenza alle sollecitazioni .

Con riferimento di nuovo alle Figure da 1 a 3, internamente al mantello 2 sono disposte inoltre le giranti 10, calettate sull'albero 11 ed ivi fissate tramite un'ulteriore vite 16, ed i diffusori 12.

La flangia 8 comprende il corpo valvola della pompa 1 ed appoggia su di un supporto 13 dotato di un gradino 14 che si impegna sul primo dei diffusori 12 bloccando il suddetto diffusore 12 e l'intero pacco statorico della pompa 1 ed eliminando in tal modo ogni possibilità di scorrimento assiale del pacco statorico.

La pompa 1 risulta provvista, nella parte a valle del pacco statorico e non raffigurata, di un'ulteriore corona, dotata di un anello elastico analogo a quello appena descritto, la quale agisce da elemento di appoggio e riscontrò per il pacco statorico.

In una altra versione, non raffigurata, la corona posta a valle del pacco statorico non è fissata al mantello tramite anello elastico, ma è direttamente saldata al suddetto mantello.

Il montaggio della pompa avviene nel modo in seguito descritto .

Le giranti 10 ed i diffusori 12, intercalati in opportuna sequenza, vengono infilati sull'albero 11 facendo riscontro inferiormente sul giunto di trascinamento dell'albero 11, non raffigurato, e venendo serrati superiormente con la vite 16 che si impegna in un foro filettato presente nell'estremità superiore dell'albero 11.

Il pacco così assiemato viene infilato entro al mantello 2 fino a portarlo a spallamento sulla corona inferire, non raffigurata, fissata al mantello tramite anello elastico 4, oppure mediante saldatura.

Successivamente, viene inserito all'interno del mantello 2 il sottogruppo del supporto 13, dopodiché si introduce la corona 3 spingendola fino a raggiungere lo spallamento del supporto 13 per rendere accessibile la cava 6 realizzata nel mantello 2. In seguito viene introdotto all'interno del mantello 2 l'anello elastico 4 fintanto che la sua parte aggettante 5 non si è impegnata con la cava 6 ricavata nel mantello 2.

Si posiziona sulla estremità superiore del mantello 2 la flangia 8, comprendente la valvola di ritegno, in modo da riferire i fori presenti su di essa in corretto allineamento con i fori filettati presenti sulla corona 3 precedentemente inserita nel mantello 2.

A questo punto si inseriscono le viti 9 negli appositi fori e si avvitano nei fori filettati della corona 3 fino al raggiungimento del valore del momento di serraggio prefissato; durante l'operazione la corona 3 sale impegnandosi sull'anello elastico 4. In una prima fase, la superficie 7a della corona 3 scorre sulla superficie coniugata 7 dell'anello 4 allargando l'anello 4 fino a causare la perfetta adesione della parte aggettante 5 alla superficie interna della cava 6; nella seconda fase avendo l'anello 4 raggiunto il riscontro inferiore di spallamento al termine della superficie inclinata 7a della corona 3, inizia la fase vera e propria di precarico del pacco idraulico fino al raggiungimento dello spallamento al bordo superiore del mantello 2 da parte della flangia 8 di chiusura.

Come variante al dispositivo di serraggio descritto la flangia 8 può non raggiungere lo spallamento sul bordo superiore del mantello 2: in tal caso il carico assiale sul pacco deve essere determinato attraverso il serraggio delle viti 9 fino al raggiungimento del momento di serraggio predeterminato.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di bloccaggio del pacco statorico di una pompa (1), comprendente mezzi a mantello (2) idonei a contenere gli stadi di pompaggio di un fluido da pompare, mezzi a corona (3) provvisti di mezzi di collegamento e fissaggio (9) disposti per collegare a detti mezzi a corona (3) mezzi a flangia (8) di detta pompa (1), detti mezzi a flangia (8) essendo atti a chiudere ermeticamente detti mezzi a mantello (2), mezzi ad anello elastico (4) interposti tra detti mezzi a mantello (2) e detti mezzi a corona (3), atti ad impedire lo scorrimento assiale di detti mezzi a corona (3) all'interno di detti mezzi a mantello (2), caratterizzato da ciò, che detti mezzi ad anello elastico (4) comprendono mezzi a cuneo provvisti di una superficie di attrito (7) atta ad accoppiarsi con una relativa superficie coniugata (7a) di detti mezzi a corona (3).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detta superficie di attrito è una superficie conica
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, oppure 2, in cui detti mezzi ad anello elastico (4) comprendono mezzi a dente (5) atti ad impegnare relativi mezzi ad incavo (6) ricavati in detti mezzi a mantello (2).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi ad anello elastico (4) presentano un taglio (15) in un tratto del loro bordo perimetrale atto a permettere una deformazione circonferenziale di detti mezzi ad anello elastico (4) per consentire a detti mezzi a dente (5) di impegnare detti mezzi ad incavo (6).
5. 5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti in cui detti mezzi ad anello elastico (4) sono realizzati in acciaio.
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi a flangia (8) sono associati a mezzi di supporto (13) atti ad impegnarsi con un diffusore (12) di estremità di detto pacco statorico per impedire lo spostamento assiale di detto pacco statorico all'interno di detto mantello (2).