ITPD20120320A1 - PUMP FOR HIGH TEMPERATURES - Google Patents
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Description
POMPA PER ALTISSIME TEMPERATURE PUMP FOR VERY HIGH TEMPERATURES
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Il presente brevetto à ̈ attinente alle pompe a trascinamento magnetico ed in particolare concerne una nuova pompa a trascinamento magnetico per fluidi ad altissime temperature. This patent relates to magnetic drive pumps and in particular concerns a new magnetic drive pump for very high temperature fluids.
Sono note le pompe a trascinamento magnetico in cui la trasmissione del moto fra l'albero del motore e l'albero della girante avviene mediante coppie di magneti a polarità opposta fissati all'albero della girante ed all'albero motore. Magnetic drive pumps are known in which the transmission of motion between the motor shaft and the impeller shaft occurs by means of pairs of magnets with opposite polarity fixed to the impeller shaft and to the motor shaft.
Sostanzialmente sull'estremità dell'albero della girante di pompaggio, all'estremità opposta a detta girante, sono fissati vari magneti disposti lungo una circonferenza a costituire un rotore magnetico interno. Substantially on the end of the pumping impeller shaft, at the opposite end to said impeller, various magnets are fixed arranged along a circumference to form an internal magnetic rotor.
Detto albero con girante e rotore interno ruota su cuscinetti, normalmente a strisciamento, calettati su un supporto pure esso interno alla pompa. Said shaft with impeller and internal rotor rotates on bearings, normally sliding, keyed on a support which is also internal to the pump.
Detto rotore magnetico interno à ̈ alloggiato e ruota in una camera completamente confinata dietro alla camera di pompaggio in cui ruota la girante. Sostanzialmente detto rotore magnetico interno ruota in una camera costituita dalla parete posteriore della girante e da un involucro a bicchiere o a campana di ridotto spessore. Said internal magnetic rotor is housed and rotates in a completely confined chamber behind the pumping chamber in which the impeller rotates. Essentially, said internal magnetic rotor rotates in a chamber consisting of the rear wall of the impeller and a small-thickness cup or bell-shaped casing.
Tale bicchiere o campana isola completamente la girante, la camera di rotazione della girante ed il rotore magnetico interno dall'ambiente esterno alla pompa. In particolare detto bicchiere o campana impedisce qualsiasi anche minima fuoriuscita del liquido pompato. This bowl or bell completely isolates the impeller, the impeller rotation chamber and the internal magnetic rotor from the environment external to the pump. In particular, said cup or bell prevents even the slightest leakage of the pumped liquid.
Attorno a detto bicchiere o campana à ̈ posizionato, coassialmente al rotore magnetico interno, un rotore magnetico esterno comprendente vari magneti disposti a breve distanza attorno a detto bicchiere o campana e fissati ad un supporto a sua volta fissato ad un albero motore della pompa coassiale con detto rotore magnetico interno. An external magnetic rotor is positioned around said cup or bell, coaxially to the internal magnetic rotor, comprising various magnets arranged at a short distance around said cup or bell and fixed to a support in turn fixed to a motor shaft of the coaxial pump with said internal magnetic rotor.
Detto albero motore viene collegato meccanicamente all'albero di un motore elettrico che genera il movimento rotatorio. Said motor shaft is mechanically connected to the shaft of an electric motor which generates the rotary movement.
La rotazione dell'albero motore della pompa provoca, per accoppiamento e trascinamento magnetico dei magneti dei due rotori interno ed esterno, la rotazione dell'albero della girante. The rotation of the motor shaft of the pump causes the rotation of the impeller shaft by magnetic coupling and dragging of the magnets of the two internal and external rotors.
Alcuni fluidi, in particolari impianti, raggiungono temperature molto elevate, nell'ordine di 500~800 gradi centigradi. Some fluids, in particular plants, reach very high temperatures, in the order of 500 ~ 800 degrees centigrade.
Il pompaggi di tali fluidi estremamente caldi à ̈ particolarmente difficile. Alcuni impianti utilizzano fluidi ad altissima temperatura che, in aggiunta, hanno caratteristiche di estrema pericolosità , come ad esempio gli impianti elettro termonucleari. Pumping such extremely hot fluids is particularly difficult. Some systems use very high temperature fluids which, in addition, have extremely dangerous characteristics, such as electro-thermonuclear systems.
Per il pompaggio di tali fluidi vengono attualmente utilizzate pompe magnetofluidodinamiche: attorno al tubo, amagnetico, in cui transita il fluido da pompare vengono posti due elettrodi ad una determinata distanza fra loro; per effetto della forza di Lorentz le particelle cariche del fluido in queste condizioni subiscono una forza in direzione parallela all'asse del tubo e verso determinato dal campo magnetico generato da detti due elettrodi. Tali pompe magnetofluidodinamiche presentano il vantaggio di non avere parti in movimento ne parti a contatto con il fluido da pompare, ma presentano vari inconvenienti fra cui il costo di realizzazione delle varie parti, il costo di generazione del campo magnetico, le prestazioni piuttosto limitate. For pumping these fluids, magnetofluidodynamic pumps are currently used: around the non-magnetic tube where the fluid to be pumped passes, two electrodes are placed at a certain distance between them; due to the Lorentz force, the charged particles of the fluid under these conditions undergo a force in a direction parallel to the axis of the tube and a direction determined by the magnetic field generated by said two electrodes. Such magnetofluidodynamic pumps have the advantage of having no moving parts or parts in contact with the fluid to be pumped, but they have various drawbacks including the cost of manufacturing the various parts, the cost of generating the magnetic field, the rather limited performance.
Attualmente non esistono materiali magnetici che conservano le caratteristiche fisiche a simili temperature There are currently no magnetic materials that retain their physical characteristics at such temperatures
E' molto difficile supportare gli elementi tribologici che costituiscono le supportazioni assiali e radiali della pompa di circolazione di fluidi ad altissime temperature. It is very difficult to support the tribological elements that make up the axial and radial supports of the very high temperature fluid circulation pump.
Data la pericolosità del fluido pompato si rende necessario impedire qualsiasi fuoriuscita di agenti contaminanti e/o impedire la contaminazione dell'ambiente esterno al circuito del fluido. Given the dangerous nature of the pumped fluid, it is necessary to prevent any leakage of contaminating agents and / or to prevent contamination of the environment outside the fluid circuit.
Per ovviare a tutti i suddetti inconvenienti si à ̈ studiata e realizzata una nuova pompa a trascinamento magnetico per fluidi altamente contaminanti ad altissime temperature. To overcome all the aforementioned drawbacks, a new magnetic drive pump has been designed and built for highly contaminating fluids at very high temperatures.
Uno scopo della nuova pompa à ̈ permettere il suo utilizzo con fluidi ad altissime temperature mantenendo a lungo la capacità operativa. One purpose of the new pump is to allow its use with fluids at very high temperatures while maintaining the operating capacity for a long time.
Un altro scopo della nuova pompa à ̈ permettere il suo utilizzo con fluidi altamente contaminanti. Another purpose of the new pump is to allow its use with highly contaminating fluids.
Questi ed altri scopi, diretti e complementari, sono raggiunti dalla nuova pompa a trascinamento magnetico per fluidi altamente contaminanti ad altissime temperature comprendente una flangia di separazione fra elemento pompante e accoppiamento magnetico, un cilindro protettivo di rivestimento attorno alla parte dell'albero rotore immersa nel liquido pompato ed un gas in pressione atto a mantenere costante il livello all'interno della pompa di detto liquido pompato. These and other direct and complementary purposes are achieved by the new magnetic drive pump for highly contaminating fluids at very high temperatures comprising a separation flange between the pumping element and magnetic coupling, a protective coating cylinder around the part of the rotor shaft immersed in the pumped liquid and a gas under pressure adapted to keep constant the level inside the pump of said pumped liquid.
La nuova pompa a trascinamento magnetico à ̈ atta al montaggio esclusivamente verticale in cui l'asse di rotazione à ̈ verticale, la girante o elemento pompante à ̈ in posizione inferiore e l'accoppiamento magnetico à ̈ in posizione superiore. The new magnetic drive pump is suitable for vertical mounting only in which the rotation axis is vertical, the impeller or pumping element is in the lower position and the magnetic coupling is in the upper position.
La nuova pompa a trascinamento magnetico comprende una girante o elemento pompante inferiore collegato rigidamente ad un accoppiamento magnetico superiore mediante un albero rotore verticale. The new magnetic drive pump includes a lower impeller or pumping element rigidly connected to an upper magnetic coupling by means of a vertical rotor shaft.
Fra il rotore magnetico condotto e la girante o elemento pompante à ̈ presente una flangia atta ad isolare completamente la parte della pompa destinata al liquido da pompare dalla parte della pompa destinata agli organi di accoppiamento e trascinamento magnetico. Between the driven magnetic rotor and the impeller or pumping element there is a flange suitable to completely isolate the part of the pump destined to the liquid to be pumped from the part of the pump destined to the coupling and magnetic drive members.
In particolare detta flangia presenta il foro di passaggio ed alloggiamento dell'albero rotore di dimensioni e tolleranza adeguate ad impedire qualsiasi trafilamento di fluido dalla parte sottostante la flangia di separazione in cui à ̈ presente la girante o organo di pompaggio alla parte sopratante la flangia di separazione in cui à ̈ presente l'accoppiamento magnetico. In particular, said flange has the passage hole and housing of the rotor shaft of adequate dimensions and tolerance to prevent any leakage of fluid from the part below the separation flange in which the impeller or pumping member is present to the part above the flange. separation in which magnetic coupling is present.
Tale flangia di separazione viene fissata ermeticamente al coperchio del serbatoio del fluido da pompare così che la girante o l'elemento pompante siano immersi o comunque in comunicazione idraulica con detto fluido da pompare. Said separation flange is hermetically fixed to the cover of the reservoir of the fluid to be pumped so that the impeller or the pumping element are immersed or in any case in hydraulic communication with said fluid to be pumped.
La porzione dell'albero rotore situata nella parte della pompa destinata al liquido da pompare à ̈ incapsulata da un cilindro protettivo di rivestimento. Detto cilindro protettivo di rivestimento assolve ad una duplice funzione: The portion of the rotor shaft located in the part of the pump intended for the liquid to be pumped is encapsulated by a protective coating cylinder. Said protective coating cylinder has a dual function:
- limita la conduzione del calore, derivante dalla temperatura del fluido pompato, verso l’alto e cioà ̈ verso gli organi di trascinamento magnetico; - it limits the conduction of heat, deriving from the temperature of the pumped fluid, towards the top and that is towards the magnetic drive parts;
- supportare e proteggere delle camice dell’albero rotore. - support and protect the rotor shaft sleeves.
Due cuscinetti ad attrito radente, posti fra detto albero rotore e detto cilindro di incapsulamento, consentono il centraggio e la rotazione dell'albero rotore stesso in detto cilindro di incapsulamento. Two sliding friction bearings, placed between said rotor shaft and said encapsulation cylinder, allow centering and rotation of the rotor shaft in said encapsulation cylinder.
Detti cuscinetti ad attrito radente possono essere ad esempio metallici, fusi o sinterizzati, ceramici sinterizzati, carboni-grafiti, tecnopolimeri fusi e sinterizzati variamente caricati, fra loro variamente accoppiati per formare un cuscinetto a strisciamento adeguato alle caratteristiche di impiego della nuova pompa. Said sliding friction bearings can be, for example, metal, cast or sintered, sintered ceramics, carbon-graphite, variously loaded fused and sintered technopolymers, variously coupled to each other to form a sliding bearing suitable for the use characteristics of the new pump.
In particolare i cuscinetti ad attrito radente dell'albero rotore prossimi alla flangia di separazione non sono aderenti a detta flangia di separazione non sono aderenti ad essa ma sono disposti inferiormente ad una certa distanza dalla flangia stessa. In particular, the sliding friction bearings of the rotor shaft close to the separation flange are not adherent to said separation flange they are not adherent to it but are arranged below at a certain distance from the flange itself.
Uno o più elementi costituiscono il corpo pompa inferiore sottostante a detta flangia e circoscrivono e racchiudono sia l'elemento pompante, sia la parte di albero rotore inferiore alla flangia, sia detto cilindro protettivo di rivestimento. One or more elements constitute the lower pump body underlying said flange and circumscribe and enclose both the pumping element, the part of the rotor shaft lower than the flange, and said protective coating cylinder.
Tale corpo pompa inferiore comprende la camera di mandata, in cui alloggia la girante o l'elemento pompante, la camera di alloggiamento del cilindro protettivo di rivestimento, condotti di mandata e ritorno del fluido pompato utilizzato come lubrificante. This lower pump body comprises the delivery chamber, in which the impeller or the pumping element is housed, the chamber housing the protective coating cylinder, delivery and return ducts for the pumped fluid used as a lubricant.
Detto corpo pompa inferiore comprende almeno due aperture di cui una per l'aspirazione ed una di mandata del fluido pompato. Said lower pump body comprises at least two openings, one of which for suction and one for delivery of the pumped fluid.
L'estremità superiore dell'albero rotore, superiormente a detta flangia di separazione, à ̈ collegata con il rotore interno dell'accoppiamento magnetico. The upper end of the rotor shaft, above said separation flange, is connected to the internal rotor of the magnetic coupling.
All'estremità superiore dell'albero rotore à ̈ fissato il rotore magnetico condotto. The driven magnetic rotor is fixed to the upper end of the rotor shaft.
Un corpo superiore di supporto à ̈ fissato o vincolato a tenuta stagna a detta flangia di separazione e supporta la parte superiore dell'albero rotore compresa fra la flangia stessa ed il rotore magnetico condotto. An upper support body is fixed or hermetically bound to said separation flange and supports the upper part of the rotor shaft between the flange itself and the driven magnetic rotor.
Un involucro a bicchiere o a campana di ridotto spessore, applicato su detto corpo di supporto, racchiude ermeticamente il rotore magnetico condotto in una camera compresa fra detto involucro a bicchiere o a campana e detto corpo superiore di supporto. A cup or bell-shaped casing of reduced thickness, applied on said support body, hermetically encloses the magnetic rotor driven in a chamber comprised between said cup or bell-shaped casing and said upper support body.
Detto involucro a bicchiere o a campana può essere realizzato in diversi materiali: plastici variamente caricati oppure no, metallici, compositi, ceramici e vari accoppiamenti coassiali degli stessi. Said cup or bell-shaped casing can be made of different materials: variously loaded or not filled plastics, metal, composite, ceramic and various coaxial couplings of the same.
Attorno a detto involucro a bicchiere o a campana à ̈ posizionato, coassialmente al rotore magnetico condotto, un rotore magnetico esterno conducente comprendente vari magneti disposti a breve distanza attorno a detto involucro a bicchiere o a campana e fissati ad un supporto a sua volta fissato ad un albero motore della pompa coassiale con detto rotore magnetico condotto interno. An external driving magnetic rotor is positioned around said cup or bell-shaped casing, coaxially to the driven magnetic rotor, comprising various magnets arranged at a short distance around said cup or bell-shaped casing and fixed to a support in turn fixed to a shaft. coaxial pump motor with said internal duct magnetic rotor.
Detto albero motore viene collegato meccanicamente all'albero di un motore, sia esso un motore elettrico oppure ad aria oppure a turbina, che genera il movimento rotatorio. Said drive shaft is mechanically connected to the shaft of a motor, be it an electric motor or an air motor or a turbine motor, which generates the rotary movement.
Il giunto magnetico può essere a rotori affacciati, a rotori coassiali oppure a rotore coassiale inverso. The magnetic joint can be with facing rotors, with coaxial rotors or with inverse coaxial rotor.
Uno o più condotti, presenti nel corpo superiore di supporto e/o nella flangia di separazione permettono di immettere un opportuno gas di servizio, come ad esempio azoto o argon, nella campana pneumatica costituita dall'involucro a bicchiere o a campana, dal corpo superiore di supporto, dalla flangia di separazione, dal corpo pompa inferiore. One or more ducts, present in the upper support body and / or in the separation flange, allow the introduction of an appropriate service gas, such as nitrogen or argon, into the pneumatic bell constituted by the cup or bell-shaped casing, from the upper body of support, from the separation flange, from the lower pump body.
Detto gas di servizio, ad opportune pressioni, consente di mantenere il liquido pompato sotto a detta flangia di separazione ed appena sopra ai cuscinetti a strisciamento superiori sottostanti a detta flangia di separazione, e comunque mai a contatto con l'involucro a bicchiere o a campana o con il rotore interno dell'accoppiamento magnetico. Said service gas, at suitable pressures, allows the pumped liquid to be kept under said separation flange and just above the upper sliding bearings underneath said separation flange, and in any case never in contact with the cup or bell-shaped casing or with the internal rotor of the magnetic coupling.
Sono presenti sensori di pressione atti a monitorare costantemente la pressione di detto gas di servizio ed a comandare eventuali reintegri di detto gas di servizio. There are pressure sensors adapted to constantly monitor the pressure of said service gas and to control any refilling of said service gas.
E' previsto un elemento isolante termico posto fra detta flangia di separazione e detto corpo superiore di supporto così da limitare la trasmissione di calore dal liquido pompato e dalla camera di pompaggio al giunto magnetico soprastante. A thermal insulating element is provided between said separation flange and said upper support body so as to limit the transmission of heat from the pumped liquid and from the pumping chamber to the magnetic joint above.
E' previsto, inoltre, che il corpo superiore di supporto sia provvisto di elementi o parti, tipicamente alette radiali, atte a dissipare il calore. Furthermore, the upper support body is provided with elements or parts, typically radial fins, suitable for dissipating heat.
Le caratteristiche della nuova pompa a trascinamento magnetico per fluidi ad altissime temperature saranno meglio chiarite dalla seguente descrizione con riferimento alla tavola di disegno, allegata a titolo di esempio non limitativo. The characteristics of the new magnetic drive pump for fluids at very high temperatures will be better clarified by the following description with reference to the drawing table, attached by way of non-limiting example.
Nella figura 1 Ã ̈ rappresentata una sezione verticale di un esempio di realizzazione della nuova pompa. Figure 1 shows a vertical section of an example of construction of the new pump.
In questo esempio viene fatto riferimento ad una pompa utilizzata per il pompaggio di sodio liquido ad una temperatura di 600 gradi centigradi. In this example, reference is made to a pump used for pumping liquid sodium at a temperature of 600 degrees centigrade.
La girante o l’elemento pompante (21) à ̈ collegata rigidamente a un rotore interno condotto (4) mediante un albero rotore (5) contenuto in un cilindro protettivo di rivestimento (14). La funzione del cilindro protettivo di rivestimento (14) dell’albero rotore (5) à ̈ duplice: primo peggiorare la conduzione di calore verso l’alto, cioà ̈ verso la zona del gruppo di trascinamento magnetico (2, 4); secondo, essendo prodotta in una lega speciale, rendere la funzione di sopportazione delle camice d’albero (13, 19) molto più semplice ed affidabile. The impeller or pumping element (21) is rigidly connected to an internal driven rotor (4) by means of a rotor shaft (5) contained in a protective liner cylinder (14). The function of the protective coating cylinder (14) of the rotor shaft (5) is twofold: first, to worsen the heat conduction towards the top, that is towards the area of the magnetic drive unit (2, 4); second, being produced in a special alloy, making the bearing function of the mast jackets (13, 19) much simpler and more reliable.
Tale albero rotore (4) ruota su cuscinetti ad attrito radente (16, 18, 19; 11, 12, 13) che, a seconda dell’applicazione, possono essere di vari materiali: metallici, fusi o sinterizzati, ceramici sinterizzati, carboni-grafiti, tecnopolimeri fusi e sinterizzati variamente caricati, e tutti questi variamente accoppiati per formare un cuscinetto a strisciamento (16, 18, 19; 11, 12, 13). Se la scelta cade su sistemi boccola-camicia d’albero (12, 13; 16, 19) in ceramico, ad esempio SiC oppure WC oppure altri, e carboni, à ̈ fondamentale controllare la differenza di dilatazione termica tra il materiale dell’albero rotore (5) e del supporto boccola (22;23) e del reggispinta (11, 18) e i componenti in materiale ceramico e carbone. This rotor shaft (4) rotates on sliding friction bearings (16, 18, 19; 11, 12, 13) which, depending on the application, can be of various materials: metal, cast or sintered, sintered ceramics, carbon -graphites, fused and sintered technopolymers variously loaded, and all these variously coupled to form a sliding bearing (16, 18, 19; 11, 12, 13). If the choice falls on shaft sleeve-liner systems (12, 13; 16, 19) in ceramic, for example SiC or WC or others, and carbon, it is essential to check the difference in thermal expansion between the material of the ™ rotor shaft (5) and of the bushing support (22; 23) and of the thrust bearing (11, 18) and the components in ceramic and carbon material.
A tal scopo la scelta cade su leghe con bassissimo coefficiente di dilatazione termica, molto vicino a quello dei componenti tribologici. For this purpose, the choice falls on alloys with a very low coefficient of thermal expansion, very close to that of the tribological components.
Anche le molle radiali, usati per accoppiare le camice d’albero (13, 19) e le bussole (12, 16) ai loro supporti, non rappresentati per semplicità , vanno scelti oculatamente facendo ben attenzione che alle temperature di esercizio richieste, presentino caratteristiche meccaniche ancora sufficienti, principalmente Rp_0,2. Even the radial springs, used to couple the shaft jackets (13, 19) and the bushes (12, 16) to their supports, not shown for simplicity, must be chosen wisely, making sure that at the required operating temperatures, they have still sufficient mechanical characteristics, mainly Rp_0,2.
La coppia di boccole (12, 16) più supporto (22, 23) sono montate su un supporto (25), fissato internamente al corpo pompa inferiore (15), che le tiene bloccate e coassiali. The pair of bushings (12, 16) plus support (22, 23) are mounted on a support (25), fixed internally to the lower pump body (15), which keeps them locked and coaxial.
L’albero rotore (5) prosegue, attraverso una flangia di separazione (24), fino ad un vano ove à ̈ collocato il rotore interno condotto (4). The rotor shaft (5) continues, through a separation flange (24), up to a compartment where the internal driven rotor (4) is located.
Detto rotore interno condotto (4) può essere di due tipi: magnetico oppure come il rotore di un motore elettrico. Said internal driven rotor (4) can be of two types: magnetic or like the rotor of an electric motor.
Nel primo caso, il giunto magnetico (2, 4) Ã ̈ sincrono ed il rotore esterno (2) Ã ̈ magnetico come il rotore interno (4). In the first case, the magnetic joint (2, 4) is synchronous and the external rotor (2) is magnetic like the internal rotor (4).
Riguardo alla forma dell’accoppiamento (2, 4) sono possibili diverse soluzioni: Regarding the shape of the coupling (2, 4), several solutions are possible:
1) rotori affacciati 1) facing rotors
2) rotori coassiali 2) coaxial rotors
3) rotore coassiale inverso 3) reverse coaxial rotor
Riguardo ai coassiali, sono possibili anche superfici tronco-coniche delle superfici affacciate, anziché cilindriche. With regard to coaxials, truncated conical surfaces of facing surfaces are also possible, instead of cylindrical ones.
Nel secondo caso, il giunto non à ̈ magnetico, dato che il campo magnetico rotante à ̈ generato da un motore elettrico, con traferro aumentato, per consentire la collocazione dell'involucro a bicchiere o a campana (7). In the second case, the joint is not magnetic, since the rotating magnetic field is generated by an electric motor, with an increased air gap, to allow the placement of the cup or bell-shaped casing (7).
In definitiva, in entrambe i casi, il rotore condotto (4) à ̈ messo in rotazione mediante un campo magnetico rotante generato, nel primo caso dalla rotazione del magnete conduttore (2) mediante opportuno dispositivo come ad esempio motore elettrico, motore ad aria, turbina, eccetera, nel secondo caso dall’avvolgimento statore elettrico. Ultimately, in both cases, the driven rotor (4) is rotated by a rotating magnetic field generated, in the first case by the rotation of the conducting magnet (2) by means of a suitable device such as an electric motor, an air motor, turbine, etc., in the second case from the electric stator winding.
L'involucro a bicchiere o a campana (7) che confina il liquido pompato all’interno della pompa ermeticamente, può essere realizzato in diversi materiali: plastici variamente caricati oppure no, metallici, compositi, ceramici e vari accoppiamenti coassiali degli stessi. The cup or bell-shaped casing (7) which hermetically confines the pumped liquid to the inside of the pump, can be made of different materials: variously loaded or not filled plastics, metal, composite, ceramic and various coaxial couplings of the same.
La scelta del materiale più opportuno dipende evidentemente dalla applicazione. The choice of the most suitable material obviously depends on the application.
La pompa à ̈ installata sempre verticalmente, e consente al livello del liquido pompato di salire un po’ sopra al livello del sistema boccola-reggispintacamicia (11, 12, 13) che costituisce il cuscinetto a strisciamento superiore, in modo da assicurare sempre il perfetto “annegamento†di detti componenti tribologici. The pump is always installed vertically, and allows the level of the pumped liquid to rise a little above the level of the bushing-sleeve clamp system (11, 12, 13) which constitutes the upper sliding bearing, so as to always ensure the perfect â € œdrowningâ € of said tribological components.
L’assieme di delle parti esterne della pompa, ovvero l'involucro a bicchiere o a campana (7), il corpo superiore di supporto (8), il corpo pompa inferiore (15) e la flangia di separazione (24), costituiscono una campana pneumatica, pressurizzata mediante opportuno gas di servizio, come ad esempio azoto o argon, che viene addotto attraverso opportuno condotto (X3) presente nella flangia di separazione (24). The assembly of the external parts of the pump, that is the bell or bell housing (7), the upper support body (8), the lower pump body (15) and the separation flange (24), constitute a pneumatic bell, pressurized by means of a suitable service gas, such as nitrogen or argon, which is conveyed through a suitable duct (X3) present in the separation flange (24).
La pressione del gas determina il livello del liquido, che pertanto non può mai arrivare all’insieme involucro a bicchiere o a campana (7) - parete di rotore interno (4). The pressure of the gas determines the level of the liquid, which therefore can never reach the whole shell or bell-shaped casing (7) - internal rotor wall (4).
Il perfetto funzionamento di questo sistema à ̈ garantito da un insieme di sensori: The perfect functioning of this system is guaranteed by a set of sensors:
Una prima coppia di sensori monitora il livello minimo ed il livello massimo del liquido pompato. A first pair of sensors monitors the minimum and maximum level of the pumped liquid.
Un terzo sensore monitora in continuo la pressione della campana pneumatica (7, 8, 15, 24). Se la pressione diminuisce nel tempo e sono richiesti reintegri di gas, dosati in automatico, significa che vi sono delle fughe verso l’esterno dell'involucro a bicchiere o a campana (7). A third sensor continuously monitors the pressure of the pneumatic bell (7, 8, 15, 24). If the pressure decreases over time and gas refills are required, automatically dosed, it means that there are leaks towards the outside of the cup or bell-shaped casing (7).
In certe installazioni, per esempio nel caso di liquidi radioattivi, tale evenienza non à ̈ ammessa e quindi viene associato un sistema di allarme che interviene ed avvisa dell’anomalia. In certain installations, for example in the case of radioactive liquids, this eventuality is not allowed and therefore an alarm system is associated which intervenes and warns of the anomaly.
Il sistema di reintegro automatico del gas continua a tenere controllato il livello del liquido impedendone la risalita verso il giunto magnetico. Tuttavia il gas sfuggito rimane comunque intrappolato nella pompa, dato che il motore impiegato à ̈ ermetico verso l’esterno e costituisce quindi una seconda barriera di sicurezza. The automatic gas make-up system continues to keep the liquid level under control, preventing it from rising towards the magnetic joint. However, the gas escaped remains trapped in the pump, since the motor used is hermetic towards the outside and therefore constitutes a second safety barrier.
La costruzione della pompa prevede che girante (21), boccole (12, 16), camice (13, 19) e reggispinta (11, 18) siano immerse nel liquido pompato e sotto la flangia di separazione (24) che chiude parzialmente o totalmente il recipiente del liquido da pompare. The construction of the pump foresees that the impeller (21), bushings (12, 16), jacket (13, 19) and thrust bearing (11, 18) are immersed in the pumped liquid and under the separation flange (24) which partially or totally closes the container of the liquid to be pumped.
Al di sopra di tale flangia di separazione (24) Ã ̈ presente un isolante termico (9) ad altissima efficienza. Above this separation flange (24) there is a very high efficiency thermal insulator (9).
Il corpo superiore di supporto (8) à ̈ dotato di alette di dispersione termica sopra il quale à ̈ montata la flangia del motore (10). The upper support body (8) is equipped with heat dispersion fins above which the motor flange (10) is mounted.
Le parti immerse nel sodio fuso sono realizzate con un acciaio resistente alla corrosione e al calore, per esempio AISI 310, che resiste molto bene ben oltre i 1000°C. The parts immersed in molten sodium are made of a corrosion and heat resistant steel, for example AISI 310, which resists very well well over 1000 ° C.
Camice d’albero (13, 19), boccole (12, 16) e reggispinta (11, 18) sono realizzate in carburo di silicio sinterizzato grado alfa. Shaft jacket (13, 19), bushings (12, 16) and thrust bearings (11, 18) are made of sintered alpha grade silicon carbide.
Le molle radiali sono realizzate in Inconel 625, il quale alla temperatura di 600°C conserva ancora ottime caratteristiche meccaniche. The radial springs are made of Inconel 625, which still retains excellent mechanical characteristics at a temperature of 600 ° C.
L’albero rotore (5) della pompa à ̈ realizzato in lega NILO K, così come il supporto boccole (22;23). The rotor shaft (5) of the pump is made of NILO K alloy, as well as the bush support (22; 23).
La scelta della lega NILO K à ̈ dovuta al fatto che il coefficiente di dilatazione termica à ̈ quasi uguale a quello del carburo di silicio, il che consente degli accoppiamenti molto precisi. The choice of the NILO K alloy is due to the fact that the coefficient of thermal expansion is almost equal to that of silicon carbide, which allows very precise couplings.
Il supporto che ancora il supporto pompa, alla flangia di separazione (24) ed assemblaggio della stessa, al coperchio a tenuta ermetica del serbatoio del sodio fuso à ̈ realizzato in acciaio AISI 310. The support that anchors the pump support, to the separation flange (24) and its assembly, to the hermetically sealed lid of the molten sodium tank is made of AISI 310 steel.
Il corpo superiore di supporto (8), che collega la flangia di separazione (24) al motore, Ã ̈ realizzato anch'esso in acciaio AISI 310. The upper support body (8), which connects the separation flange (24) to the motor, is also made of AISI 310 steel.
L'involucro a bicchiere o a campana (7) Ã ̈ costruito in materiale ceramico sinterizzato, esattamente in ossido di zirconio, stabilizzato ittrio, con uno spessore di 4mm. The cup or bell-shaped casing (7) is made of sintered ceramic material, exactly in zirconium oxide, stabilized yttrium, with a thickness of 4mm.
La massima temperatura di impiego di questo materiale à ̈ 1450°C e sopporta uno shock termico alla temperatura massima di 800°C. The maximum working temperature of this material is 1450 ° C and withstands a thermal shock at a maximum temperature of 800 ° C.
La girante (21) à ̈ del tipo a pompa periferica, realizzata in acciaio AISI 310. Il rotore magnetico interno (4) ed il rotore magnetico esterno (2) sono realizzati in AlNiCo, il quale può resistere fino a 550°C. The impeller (21) is of the peripheral pump type, made of AISI 310 steel. The internal magnetic rotor (4) and the external magnetic rotor (2) are made of AlNiCo, which can withstand up to 550 ° C.
Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo. These are the schematic modalities sufficient for the skilled person to realize the invention, consequently, in concrete application there may be variations without prejudice to the substance of the innovative concept.
Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alla tavola acclusa si esprimono le seguenti rivendicazioni. Therefore, with reference to the preceding description and to the attached table, the following claims are expressed.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000320A ITPD20120320A1 (en) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | PUMP FOR HIGH TEMPERATURES |
Applications Claiming Priority (1)
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| IT000320A ITPD20120320A1 (en) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | PUMP FOR HIGH TEMPERATURES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITPD20120320A1 true ITPD20120320A1 (en) | 2014-04-30 |
Family
ID=47428864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| IT000320A ITPD20120320A1 (en) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | PUMP FOR HIGH TEMPERATURES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | ITPD20120320A1 (en) |
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2012
- 2012-10-29 IT IT000320A patent/ITPD20120320A1/en unknown
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