ITMO990111A1 - Macchina volumetrica rotativa o capsulismo a palette - Google Patents

Description

Forma oggeto del presente trovato una macchina volumetrica rotativa o capsulismo a palette.

Esso può essere vantaggiosamente impiegato sia come macchina motrice, sia come macchina operatrice, sia come elemento di misura di una portata di fluido.

In particolare può trovare utile applicazione come , motore pneumatico, pompa pneumatica, compressore, ventilatore, contatore eccetera.

Sono già noti svariati tipi di macchine volumetriche rotative o capsulismi a palette nel cui funzionamento un certo volume di fluido viene spostato da un ingresso ad un’uscita della macchina, ingresso e uscita che vengono posti in comunicazione, rispetivamente, con due ambienti a pressione differente. Tali macchine note comprendono uno statore all’interno del quale è predisposto un rotore con asse di rotazione eccentrico rispetto a una camera ricavata nello statore medesimo. I due ambienti a diversa pressione, che sono rispettivamente in comunicazione con l’ingresso e l’uscita del fluido, sono separati da almeno un organo di separazione mobile, costituito ad esempio da una paletta oscillante un’estremità della quale viene mantenuta a contatto con la superficie esterna del rotore allo scopo di realizzare, durante il moto eccentrico del rotore, la tenuta sufficiente a garantire la necessaria separazione tra le due dette camere. Per garantire una buona tenuta è necessario assicurare il mantenimento del contatto il che implica di esercitare forze di contatto (normali) considerevoli cercando contemporaneamente di ridurre al massimo le forze tangenziali responsabili dell’attrito. Cosa questa, in parte, possibile soltanto attraverso un’adeguata lubrificazione.

Le realizzazioni note però presentano complessivamente scarsa efficienza e prestazioni modeste che ne rendono praticabile un’applicazione limitata.

Inoltre esistono applicazioni, ad esempio in campo farmaceutico, dove non viene tollerata la presenza di sostanze lubrificanti nel fluido trattato.

Per questo motivo, o i capsulismi a palette noti non possono essere adottati in queste particolari applicazioni, oppure il loro impiego richiede una fase successiva di lavorazione nella quale il lubrificante viene separato dal fluido interessato.

Il presente trovato si propone di ovviare ai suddetti limiti ed inconvenienti della tecnica nota realizzando una macchina volumetrica o capsulismo a palette nel quale il movimento della paletta è comandato da un meccanismo esterno in modo che almeno una estremità della paletta medesima segua il movimento del rotore in modo da rimanere collocata costantemente ad una prestabilita distanza, piccola a piacere, dalla superficie esterna del rotore medesimo.

Un vantaggio del presente trovato è rappresentato dal fatto di eliminare i contatti di strisciamento tra gli organi del capsulismo in moto relativo con la conseguenza di abolire la lubrificazione eliminando così l’inquinamento del fluido trattato.

Un altro vantaggio del trovato è quello di dare luogo ad un capsulismo a palette in grado di fornire prestazioni decisamente più elevate rispetto a quelle offerte dai corrispondenti capsulismi a palette noti e tali da consentirne l’impiego per nuove applicazioni.

Un ulteriore vantaggio del trovato è quello di dare luogo ad un capsulismo di costruzione relativamente semplice ed economica.

Tali scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dal trovato in oggetto così come esso risulta caratterizzato dalle rivendicazioni sotto riportate. Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente ritrovato meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di alcune forme preferite, ma non esclusive, di realizzazione del trovato medesimo, illustrate a titolo puramente esemplificativo, ma non limitativo, negli allegati disegni.

La figura 1 mostra una schematica sezione del capsulismo eseguita secondo il piano di traccia I-I della successiva figura 2.

La figura 2 mostra una schematica sezione del capsulismo eseguita secondo il piano di traccia II di figura 1 .

Con riferimento alle menzionate figure, con 1 si è complessivamente indicato uno statore uno statore cavo al cui interno è ricavata una camera 2 dotata di un ingresso 4 e di un’uscita 5 per un fluido. La camera 2 è cilindrica nel senso che le sue pareti laterali, i cui contorni sono evidenziati nella sezione di figura 1, sono costituite da una superficie propriamente cilindrica cioè originata dal movimento lungo un contorno chiuso di una retta sempre parallela ad una retta fissa o generatrice.

Attorno ad un asse a , parallelo a detta generatrice, è girevole dietro comando all interno della camera 2 un rotore 3. Il rotore 3 è un cilindro circolare retto ed è montato eccentricamente all interno della camera 2 con un’eccentricità che è data dalla distanza tra l’asse a e l’asse geometrico b del rotore medesimo.

AH’intemo della camera 2 è anche alloggiato un organo di separazione mobile o paletta 6 che è oscillante attorno ad un asse fìsso c, parallelo agli assi a e b, il quale è predisposto per separare i due ambienti a diversa pressione che sono rispettivamente in comunicazione con l’ingresso 4 e con l uscita 5.

La separazione a tenuta tra i due detti ambienti è attuata, oltre che attraverso l accoppiamento tra l’estremità 16 della paletta 6 e la superficie cilindrica esterna del rotore 3, anche da una tenuta realizzata tra la paletta 6 medesima e una zona della superficie cilindrica della camera 2 posta immediatamente a valle - con riferimento al senso del moto del rotore 2 -dell’uscita 5. Infatti la paletta 6 presenta una tratto di superficie cilindrica circolare retta 26 coassiale con l’asse di ince ieramento c, la quale è predisposta, per l’intera lunghezza in direzione assiale della camera 2, per interagire a contatto con una corrispondente superficie di un dispositivo di tenuta 10 fissato in modo registrabile a un tratto della parete interna della camera 2.

Il movimento della detta paletta 6 è comandato in perfetto sincronismo col movimento di rotazione del rotore 2 in modo che ad ogni posizione angolare del rotore 3 la paletta 6 assuma una prestabilita posizione in corrispondenza della quale la sua estremità 16 si presenti collocata ad una prestabilita distanza, piccola a piacere, dalla superficie esterna del rotore 3.

A comandare detto movimento della paletta 6 provvedono mezzi che comprendono un meccanismo il quale è costituito da un quadrilatero articolato in cui sono individuabili: un primo membro con funzione di telaio che è costituito dallo statore 1 ; una prima asta con funzione di manovella 7 che è solidale al rotore 3 e che presenta l’asse b del proprio bottone di manovella coincidente con l’asse geometrico del rotore cilindrico 3; una seconda asta con funzione di bilanciere 8 che è solidalmente vincolata alla paletta 6, insieme alla quale è mobile alla rotazione attorno ad un medesimo asse c; una terza asta con funzione di biella 9 che è incernierata alle dette prima asta 7 e seconda asta 8 ed è predisposta in modo che l’asse geometrico d, mediante il quale è incernierata alla asta 8, sia collocato in corrispondenza dell’estremità 16 in modo da risultare geometricamente tangente, con approssimazione prestabilita, alla superficie cilindrica esterna del rotore 3.

L’intero meccanismo a quadrilatero articolato appena descritto è completamente esterno alla camera 2 nella quale sono ospitati unicamente il rotore 2, la paletta 6 e il dispositivo di tenuta 10 che è collocato, con riferimento al senso di rotazione del rotore 3, immediatamente a valle dell’uscita 5.

L’estremità 16 presenta, secondo una sezione retta normale all’asse di rotazione a, una forma arrotondata.

La paletta 6 è solidalmente fissata alla seconda asta con funzione di bilanciere 8 in modo che la distanza minima tra la superficie cilindrica esterna del rotore 2 e la corrispondente porzione di superficie, pure cilindrica, della estremità arrotondata 16 della paletta medesima assuma un valore prestabilito (di norma qualche centesimo di millimetro).

La presenza del meccanismo esterno sopra descritto collega meccanicamente il rotore 3 con la paletta 6 in modo che, durante il moto, qualunque sia la posizione angolare assunta dal rotore 2 rispetto allo statore 1, la pur piccola distanza tra la superficie deH’estremità 16 e la superficie cilindrica esterna ad essa affacciata del rotore 2 rimanga costante ed uguale al valore (qualche centesimo di millimetro) prefissato. Ciò consente di realizzare un’efficace tenuta che permette di tenere costantemente separati i due ambienti a pressioni diverse in cui la camera 2 è divisa dalla paletta 6. La tenuta tra quest’ ultima e la parete laterale della camera 2 è realizzata per mezzo del già descritto accoppiamento a strisciamento tra il tratto di superficie 26 e il dispositivo di tenuta 10.

Il rotore 3, posto in rotazione attorno all’asse a nel verso indicato dalla freccia 11, agisce, in modo ben noto, isolando un volume di fluido, ad esempio aria, dall’ingresso 4 e trasferendo tale volume all’uscita 5. Detto trasferimento avviene con progressiva diminuzione del volume medesimo e quindi con compressione del fluido in esso inizialmente contenuto. Contemporaneamente l’ambiente della camera 2 in comunicazione con l’ingresso 4 subisce un aumento progressivo di volume che realizza un’aspirazione di fluido dall’ingresso 4.

La separazione tra i due ambienti in cui è divisa la camera 2, l’uno in comunicazione con l’ingresso 4 l’altro in comunicazione con l’uscita 5, è consentita dalla presenza della paletta 6 la cui estremità 16 viene mantenuta costantemente ad una distanza prestabilita e molto piccola dalla superficie cilindrica esterna del rotore 3 ad opera del meccanismo esterno che comprende le aste 7 e 8 e la biella 9.

Il moto così comandato della paletta 6 elimina ogni attrito diretto tra la paletta medesima e la superficie cilindrica esterna del rotore 3 con la conseguente eliminazione di ogni necessità di lubrificazione,

Ovviamente al trovato potranno essere apportate numerose modifiche di natura pratico-applicativa dei dettagli costruttivi senza che per altro si esca dall’ambito di protezione dell’idea inventiva sotto rivendicata.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina volumetrica rotativa o capsulismo a palette, comprendente: uno statore (1), cavo, le cui pareti individuano una camera (2) dotata di un ingresso (4) e di un’uscita (5) per un fluido; un rotore (3), girevole dietro comando all’ interno della camera (2) ed eccentrico rispetto ad essa ; un organo di separazione mobile o paletta (6), oscillante, predisposto per separare i due ambienti a diversa pressione che sono rispettivamente in comunicazione col detto ingresso (4) e con la detta uscita (5); caratterizzata per il fatto che comprende mezzi , atti a comandare il movimento della detta paletta (6) in modo che ad ogni posizione angolare del rotore (3) la paletta (6) assuma una prestabilita posizione in corrispondenza della quale almeno una estremità (16) della paletta (6) si presenti collocata ad una prestabilita distanza, piccola a piacere, dalla superficie esterna del rotore (3).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata per il fatto che detti mezzi comprendono un meccanismo il quale è costituito da un quadrilatero articolato nel quale sono individuati: un primo membro con funzione di telaio che è costituito dallo statore (1); una prima asta con funzione di manovella (7) che è solidale al rotore (3) e che presenta l’asse (b) del bottone di manovella coincidente con l’asse geometrico del rotore, cilindrico, (3); una seconda asta con funzione di bilanciere (8) che è solidalmente vincolata alla paletta (6), ss® insieme alla quale è mobile alla rotazione attorno ad un medesimo asse (c); una terza asta con funzione di biella (9) che è incernierata alle dette prima asta (7) e seconda asta (8) ed è predisposta in modo che l’asse geometrico (d), mediante il quale è incernierata alla asta (8), risulti collocato in corrispondenza deH’estremità (16) tangente, con approssimazione prestabilita, alla superficie cilindrica esterna del rotore (3).
3. 3 Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata per il fatto che il detto meccanismo è esterno alla camera (2).
4. 4. Macchina secondo la rivendicazione 3, caratterizzata per il fatto che la detta paletta (6) presenta una tratto di superficie cilindrica circolare retta (26), coassiale con l’asse di ince ieramento (c), la quale è predisposta, per l’intera lunghezza in direzione assiale della camera (2), per interagire a contatto con una corrispondente superficie di un dispositivo di tenuta ( 10).
5. 5. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata per il fatto che la detta estremità (16) presenta, secondo una sezione retta normale all’asse di rotazione (a), una forma arrotondata.
6. 6. Macchina secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzata per il fatto che detto dispositivo di tenuta (10) è collocato, con riferimento al senso di rotazione del rotore (3), immediatamente a valle dell’uscita (5).
7. 7. Macchina volumetrica rotativa o capsulismo a palette, secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure dei disegni allegati e per gli scopi sopra citati.