ITRE20120073A1 - Pompa idraulica a pistoni - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“POMPA IDRAULICA A PISTONIâ€

La presente invenzione riguarda una pompa idraulica a pistoni, in particolare una pompa idraulica a pistoni ad alta pressione per applicazioni industriali.

Come à ̈ noto, una pompa idraulica a pistoni comprende generalmente un carter in cui à ̈ girevolmente supportato un albero motorizzato, il quale à ̈ atto ad azionare un manovellismo di spinta, del tipo biellamanovella, che conferisce un moto alternativo ad un rispettivo pistone.

La pompa comprende inoltre un corpo cavo, generalmente denominato testata, il quale viene fissato al carter mediante viti. All’interno della testata à ̈ realizzata almeno una sede cilindrica in cui à ̈ scorrevolmente accolto il pistone alternativo, in modo da definire una camera di pompaggio a volume variabile.

Tra il pistone e la sede cilindrica à ̈ interposta almeno una guarnizione anulare o un gruppo di guarnizioni, che sono atte a garantire la tenuta della camera di pompaggio. Per facilitare la sostituzione di queste guarnizioni, alcune forme di realizzazione prevedono una bussola cilindrica porta-guarnizioni, la quale viene coassialmente interposta tra il pistone e la sede cilindrica. Questa bussola porta-guarnizioni può essere sfilata e infilata attraverso una apertura ricavata frontalmente nella testata, la quale à ̈ in comunicazione con la camera di pompaggio ed à ̈ normalmente chiusa da tappo o da un coperchio rimovibili.

Nella testata sono inoltre ricavati un condotto di aspirazione ed un condotto di mandata, i quali sono in comunicazione con la camera di pompaggio rispettivamente tramite una valvola di aspirazione ed una valvola di mandata. Queste valvole sono generalmente realizzate come componenti separati, ciascuno dei quali comprende di norma un corpo valvola atto a definire un passaggio per il fluido, un otturatore posto all’interno del corpo valvola, ed una molla atta a spingere l’otturatore verso una posizione di chiusura di detto passaggio. Per consentire il montaggio e l’eventuale sostituzione di queste valvole, ciascuna di esse viene alloggiata all’interno della testata attraverso apertura ricavata nella tesata stessa. In particolare, l’apertura per l’alloggiamento della valvola di mandata à ̈ in comunicazione con il condotto di mandata, mentre l’apertura per l’alloggiamento della valvola di aspirazione à ̈ in comunicazione con la camera di pompaggio. Entrambe queste aperture sono normalmente chiuse da un rispettivo tappo rimovibile.

Nelle applicazioni standard, il condotto di aspirazione di queste pompe à ̈ generalmente collegato ad una rete idrica a bassa pressione, dell’ordine di pochi bar. Il condotto di mandata à ̈ invece collegato a delle utenze o comunque a dei dispositivi, la cui pressione di esercizio à ̈ generalmente molto elevata e può arrivare anche a valori di migliaia di bar.

Durante il funzionamento della pompa, il pistone alternativo compie ciclicamente una corsa di aspirazione seguita da una corsa di mandata. Durante la corsa di aspirazione, il pistone si muove nel senso di aumentare il volume della camera di pompaggio. In questo modo, la pressione nella camera di pompaggio decresce, provocando dapprima la chiusura della valvola di mandata e quindi l’ingresso di nuovo fluido da pompare attraverso la valvola di aspirazione. Durante la successiva corsa di mandata, il pistone comprime il fluido e aumenta la pressione nella camera di pompaggio, provocando dapprima la chiusura della valvola di aspirazione e quindi l’uscita del fluido attraverso la valvola di mandata.

In virtù di questo funzionamento, la pressione nella camera di pompaggio varia quindi ciclicamente tra un valore quasi nullo o comunque molto basso, sostanzialmente pari al valore della pressione del fluido nel condotto di aspirazione, ad un valore molto elevato, sostanzialmente pari al valore della pressione del fluido nel condotto di mandata.

Questa variazione ciclica della pressione nella camera di pompaggio genera una forte sollecitazione impulsiva sia sul tappo di contenimento della valvola di aspirazione, sia sul tappo o coperchio di contenimento per la bussola porta-guarnizioni (se presente), sia anche sulle viti di fissaggio della testata al carter.

Infatti, la spinta agente sul tappo di contenimento della valvola di aspirazione à ̈ generalmente a pari alla pressione nella camera di pompaggio moltiplicata per l’estensione delle superfici di tenuta del tappo stesso. La spinta agente sul tappo o coperchio di contenimento della bussola porta-guarnizioni à ̈ generalmente pari alla pressione nella camera di pompaggio moltiplicata per la sezione dell’apertura che viene chiusa dal tappo. Infine, la spinta agente globalmente sulle viti di fissaggio della testata à ̈ generalmente pari alla spinta cui à ̈ sottoposto il tappo di contenimento della valvola di aspirazione, sommata ad una ulteriore spinta pari alla pressione nella camera di pompaggio moltiplicata per la sezione del pistone, e ridotta solo dal precarico con cui le viti sono serrate.

Considerando la grande differenza tra la pressione nel condotto di aspirazione e la pressione nel condotto di mandata, la spinta che si scarica su questi componenti può quindi variare tra un valore quasi nullo o molto basso, durante le corse di aspirazione del pistone, sino a valori che arrivano anche a migliaia di newton, durante le corse di mandata.

Una sollecitazione pulsante di questa entità causa dei fenomeni di fatica che possono portare alla rottura o all’allentamento del tappo di contenimento della valvola di aspirazione, del tappo di contenimento della bussola porta-guarnizioni (se presente), e delle viti di fissaggio della testata, nonché talvolta ad una più rapida usura dei relativi organi di tenuta.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di superare i menzionati inconvenienti, nell’ambito di una soluzione semplice, razionale e dal costo contenuto.

Tale scopo à ̈ raggiunto grazie alle caratteristiche dell’invenzione riportate nella rivendicazione indipendente 1. Le rivendicazioni dipendenti delineano aspetti preferiti e/o particolarmente vantaggiosi dell’invenzione.

In particolare, una forma di attuazione della presente invenzione rende disponibile una pompa idraulica a pistoni comprendente un corpo cavo (testata) in cui sono ricavati un condotto di aspirazione, un condotto di mandata, ed almeno una camera di pompaggio in cui à ̈ accolto un pistone alternativo, in cui detta camera di pompaggio à ̈ separata dal condotto di aspirazione e dal condotto di mandata rispettivamente da una valvola di aspirazione e da una valvola di mandata, ed in cui detto corpo cavo presenta almeno una cavità che pone in comunicazione la camera di pompaggio con l’esterno, la quale à ̈ chiusa da un elemento di chiusura fissato al corpo cavo stesso; all’interno di detta cavità essendo inserito a tenuta un elemento di separazione che separa la camera di pompaggio dall’elemento di chiusura, in modo che tra detto elemento di chiusura e detto elemento di separazione rimanga definita una intercapedine, la quale à ̈ posta in comunicazione idraulica con il condotto di mandata tramite un canale realizzato nel corpo cavo.

Grazie a questa soluzione, durante il funzionamento della pompa, sia nelle fasi di mandata sia nelle fasi di aspirazione, l’elemento di chiusura della suddetta cavità à ̈ sempre sottoposto ad una pressione sostanzialmente uguale alla pressione del fluido nel condotto di mandata. Benché tale pressione possa essere piuttosto elevata, essa genera sull’elemento di chiusura una spinta pressoché costante, eliminando o comunque riducendo significativamente i fenomeni di fatica. Questo effetto si ripercuote vantaggiosamente anche sulle viti di fissaggio del corpo cavo (testata) al carter, in quanto le stesse saranno sottoposte solo al carico pulsante legato alla sezione del pistone.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, la suddetta cavità può essere una sede in cui à ̈ accolta la valvola di aspirazione, e detto elemento di separazione può essere un distanziale interposto tra l’elemento di chiusura e la valvola di aspirazione, preferibilmente un distanziale bloccato in battuta tra l’elemento di chiusura e la valvola di aspirazione.

Secondo un’altra forma di realizzazione della presente invenzione, la suddetta cavità può essere una sede in cui à ̈ accolta una bussola porta-guarnizioni all’interno della quale à ̈ scorrevolmente inserito il pistone alternativo, e detto elemento di separazione può essere atto a chiudere il fondo della bussola stando interposto tra l’elemento di chiusura e la testa del pistone. In particolare, detto elemento di separazione può essere unito alla bussola portaguarnizioni, ad esempio mediante mezzi di aggancio oppure in quanto realizzato in corpo unico con la stessa.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, l’elemento di chiusura della suddetta cavità può comprendere una piastra che viene fissata al corpo esterno (testata) mediante viti, oppure può comprendere una porzione filettata con cui viene direttamente avvitato a detto corpo cavo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate.

La figura 1 à ̈ una sezione longitudinale di una pompa a pistoni conforme ad una prima forma di attuazione dell’invenzione, mostrata in fase di aspirazione.

La figura 2 à ̈ una sezione longitudinale di una pompa a pistoni conforme ad una seconda forma di attuazione dell’invenzione, mostrata in fase di aspirazione.

La figura 3 à ̈ una sezione longitudinale di una pompa a pistoni conforme ad una terza forma di attuazione dell’invenzione, mostrata in fase di aspirazione.

In figura 1 à ̈ illustrata una pompa idraulica a pistoni 100, la quale comprende un corpo cavo 105, comunemente denominato testata, all’interno del quale sono ricavati un condotto di aspirazione 110 ed un condotto di mandata 115 per il fluido da pompare. Nella testata 105 à ̈ inoltre ricavata almeno una camera di pompaggio 120, la quale à ̈ globalmente definita da una sede sostanzialmente cilindrica e cieca 125 e da due condotti laterali 130 e 135 atti a porre in comunicazione la sede cilindrica 125 rispettivamente con il condotto di aspirazione 110 ed il condotto di mandata 115. I condotti laterali 130 e 135 sono intercettati rispettivamente da una valvola di aspirazione 140 e da una valvola di mandata 145, le quali sono atte a consentire/impedire in modo selettivo la comunicazione tra la camera di pompaggio 120 ed i condotti di aspirazione 110 e di mandata 115. Le valvole di aspirazione 140 e di mandata 145 sono valvole automatiche, ciascuna delle quali comprende generalmente un corpo valvola A atto a definire un passaggio per il fluido, un elemento otturatore B alloggiato all’interno del corpo valvola A, ed una molla o altro elemento elastico C atto a spingere l’elemento otturatore B verso una posizione di chiusura del suddetto passaggio.

La valvola di mandata 145 à ̈ alloggiata, con l’interposizione di almeno una guarnizione di tenuta, all’interno di una rispettiva sede cilindrica 150 realizzata nella testata 105, in modo tale che la molla C agisca sull’elemento otturatore B in contrasto alla pressione nella camera di pompaggio 120. Per consentire il montaggio e la sostituzione della valvola di mandata 145, la sede cilindrica 150 comunica con l’esterno attraverso un foro coassiale 155, il quale à ̈ realizzato nella testata 105 e dall’esterno sfocia direttamente nel condotto di mandata 115. Durante il funzionamento della pompa 100, questo foro 155 à ̈ chiuso a tenuta da un tappo 160 avente anche la funzione di bloccare la valvola di mandata 145 nella rispettiva sede 150. Nell’esempio mostrato, il foro 155 à ̈ internamente filettato ed il tappo 160 presenta un codolo filettato che si avvita all’interno del foro 155, con l’interposizione di almeno una guarnizione di tenuta.

In modo del tutto simile, la valvola di aspirazione 140 à ̈ alloggiata, con l’interposizione di almeno una guarnizione di tenuta, all’interno di una rispettiva sede cilindrica 165 realizzata nella testata 105, in modo tale che la molla C agisca sull’elemento otturatore B in contrasto alla pressione nel condotto di aspirazione 110. Per consentire il montaggio e la sostituzione della valvola di aspirazione 140, la sede cilindrica 165 comunica con l’esterno attraverso un foro coassiale 170, il quale à ̈ realizzato nella testata 105 e sfocia direttamente nel condotto laterale 130 e quindi nella camera di pompaggio 120. Durante il funzionamento della pompa 100, questo foro 170 à ̈ chiuso a tenuta da un tappo 175 che ha anche la funzione di bloccare la valvola di aspirazione 140 nella rispettiva sede 165. Nell’esempio mostrato, il foro 170 à ̈ internamente filettato ed il tappo 175 presenta un codolo filettato che si avvita direttamente all’interno del foro 170, con l’interposizione di almeno una guarnizione di tenuta.

Come chiaramente illustrato in figura 1, tra il tappo 175 e la valvola di aspirazione 140 à ̈ interposto un elemento distanziatore 180 sostanzialmente cilindrico. Questo elemento distanziatore 180 à ̈ inserito a tenuta nella sede cilindrica 165, mediante l’interposizione di un’ulteriore guarnizione. L'elemento distanziatore 165 à ̈ bloccato dal tappo 175 in battuta contro una spalla anulare ricavata tra la valvola di aspirazione 140 ed il tappo 175 stesso. In particolare, sul lato rivolto verso la valvola di aspirazione 140, l’elemento distanziatore 180 presenta un’impronta che accoglie parzialmente il corpo valvola A. Sul lato opposto, l’elemento distanziatore 180 comprende invece un rilevo centrale che contatta il tappo 175, solo in una zona molto limitata della sua superficie di fondo. In questo modo, tra il fondo del tappo 175 e l’elemento distanziatore 180 rimane definita una stretta intercapedine anulare 185, la quale à ̈ isolata rispetto alla camera di pompaggio 120.

Detta intercapedine 185 à ̈ in comunicazione diretta con il condotto di mandata 115 attraverso un condotto ausiliario 190, il quale à ̈ ricavato all’interno della testata 105.

La pompa 100 comprende inoltre un pistone alternativo 195, il quale à ̈ scorrevolmente inserito nella sede cilindrica 125, in modo che il suo movimento alternativo produca una variazione del volume interno della camera di pompaggio 120.

Tra il pistone 195 e la relativa sede cilindrica 125 à ̈ coassialmente interposto un gruppo di guarnizioni atto a garantire la tenuta della camera di pompaggio 120. In generale, detto gruppo di guarnizioni à ̈ solidale alla sede cilindrica 125 e comprende almeno due guarnizioni coassiali atte ad agire in punti diversi dello sviluppo longitudinale del pistone 195, di cui una guarnizione di alta pressione 200 ed una guarnizione di bassa pressione 205. La guarnizione di alta pressione 200 à ̈ separata dalla guarnizione di bassa pressione 205 da un anello distanziatore 210. Detto anello distanziatore 210 presenta una serie fori radiali passanti 215, i quali sono in comunicazione con il condotto di aspirazione 110 tramite almeno un canale 220 ricavato nella testata 105. In questo modo, eventuali piccole quantità di fluido che trafilano dalla guarnizione di alta pressione 200, possono essere recuperate e riportate al condotto di aspirazione 110.

Il pistone 195 sporge parzialmente all’esterno della testata 105 ed à ̈ scorrevolmente ricevuto all’interno di un carter 225. Il carter 225 à ̈ fissato alla testata 105 mediante opportune viti (non mostrate in figura 1). All’interno del carter 225 à ̈ girevolmente supportato un albero motorizzato, il quale à ̈ atto ad azionare un manovellismo di spinta, del tipo biella-manovella, che conferisce al pistone 195 il moto alternativo. questo sistema di azionamento del pistone 195 à ̈ ampiamente noto.

Durante il funzionamento della pompa 100, il pistone alternativo 195 compie ciclicamente una corsa di aspirazione seguita da una corsa di mandata in direzione opposta.

Durante ogni corsa di aspirazione, il pistone 195 si muove nel senso di aumentare il volume della camera di pompaggio 120, sino a raggiungere la configurazione illustrata in figura 1. In questo modo, la pressione nella camera di pompaggio 120 decresce, provocando dapprima la chiusura della valvola di mandata 145 e quindi l’apertura della valvola di aspirazione 140, attraverso la quale una certa quantità di fluido fluisce dal condotto di aspirazione 110 all’interno della camera di pompaggio 120.

Durante la successiva corsa di mandata, il pistone 195 comprime il fluido e aumenta la pressione nella camera di pompaggio 120, provocando dapprima la chiusura della valvola di aspirazione 140 e quindi l’apertura della valvola di mandata 145, attraverso la quale il fluido in pressione raggiunge il condotto di mandata 115.

Passando ciclicamente tra una fase di aspirazione ed una fase di mandata, la pressione nella camera di pompaggio 120 varia ciclicamente tra un valore quasi nullo o comunque molto basso, sostanzialmente pari al valore della pressione del fluido nel condotto di aspirazione 110, ad un valore molto elevato, sostanzialmente pari al valore della pressione del fluido nel condotto di mandata 115.

Nonostante questa ciclica variazione di pressione nella camera di pompaggio 120, la pressione che regna nell’intercapedine 185, interposta tra il tappo 175 (per il contenimento della valvola di aspirazione 140) e l’elemento distanziatore 180, à ̈ costantemente pari alla pressione del fluido nel condotto di mandata 115.

In questo modo, durante tutto il funzionamento della pompa 100, il tappo 175 risulta sottoposto ad una spinta all’incirca pari alla pressione nel condotto di mandata moltiplicata per la superficie di tenuta del tappo 175, ossia per la sezione trasversale del tappo 175 in corrispondenza della gola che accoglie la guarnizione. Sebbene questa spinta possa risultare piuttosto elevata, essa rimane costante durante tutto il funzionamento della pompa 100 e quindi non sottopone il tappo 175 a fenomeni di fatica che, altrimenti, potrebbero causare la rottura di questo componente o il suo parziale svitamento, compromettendo anche la tenuta della camera di pompaggio 120.

Questo effetto si ripercuote vantaggiosamente anche sulle viti di fissaggio della testata 105 al carter 225 che, nella forma di realizzazione di figura 1, saranno globalmente sollecitate da un carico impulsivo ridotto rispetto alla tecnica nota, la cui intensità massima à ̈ all’incirca pari alla pressione raggiunta nella camera di pompaggio 120 durante le fasi di mandata (sostanzialmente uguale alla pressione del fluido nel condotto di mandata 115) moltiplicata per la sezione del pistone 195.

In figura 2 à ̈ illustrata una pompa idraulica a pistoni 300 secondo un’altra forma di realizzazione della presente invenzione, la quale differisce dalla precedente, solo per gli aspetti che verranno descritti nel seguito. A parte questi aspetti di differenziazione, la pompa 300 di figura 2 presenta le stesse caratteristiche della pompa 100 descritta con riferimento a figura 1. Per questo motivo, le caratteristiche comuni sono indicate in figura 2 con gli stessi riferimenti numerici già utilizzati in figura 1, e la loro descrizione deve considerarsi come la mera ripetizione di quanto già descritto in precedenza.

Un primo aspetto di diversità della pompa 300 risiede nel fatto che il tappo 175 à ̈ atto a stare direttamente a contatto con la valvola di aspirazione 140, in modo bloccarla nella relativa sede cilindrica 165. In particolare, l’estremità del codolo filettato del tappo 175, che si avvita nel foro 170, presenta un’impronta che accoglie parzialmente il corpo valvola A. In questa forma di realizzazione sono quindi assenti l’elemento distanziatore 180, l’intercapedine 185, ed anche il condotto ausiliario 190.

Un altro aspetto di diversità della pompa 300 risiede nel fatto che, tra il pistone 195 e la sede cilindrica 125, à ̈ coassialmente interposta una bussola sostanzialmente cilindrica 305, la quale à ̈ atta a portare le guarnizioni o il gruppo di guarnizioni che garantiscono la tenuta della camera di pompaggio 120.

Nell’esempio illustrato in figura 2, la bussola 305 à ̈ realizzata da un corpo monolitico conformato a bicchiere, il quale à ̈ chiuso ad un’estremità da una parete di fondo 310. La bussola 305 à ̈ coassialmente inserita a misura all’interno della sede cilindrica 125, con l’interposizione di opportune guarnizioni di tenuta. La parete laterale della bussola 305 presenta almeno due fori diametralmente opposti, ciascuno dei quali si affaccia ad un rispettivo condotto laterale 130 e 135, in modo tale che il volume interno della bussola 305 sia parte integrante della camera di pompaggio 120.

La bussola 305 porta una guarnizione di alta pressione 315, la quale à ̈ atta a stare coassialmente interposta tra la bussola 305 stessa ed il pistone 195. Questa guarnizione di alta pressione 315 à ̈ assialmente bloccata tra uno spallamento della bussola 305 ed un inserto anulare 320, il quale à ̈ coassialmente inserito all’estremità libera della bussola 305, dove à ̈ bloccato mediante mezzi di aggancio a scatto. Nella superficie interna dell’inserto anulare 320 à ̈ ricavata una gola circonferenziale per l’alloggiamento di una guarnizione di bassa pressione 325, la quale à ̈ atta a stare coassialmente interposta tra l’inserto anulare 320 stesso ed il pistone 195. Nello spazio compreso tra la guarnizione di alta pressione 315 e la guarnizione di bassa pressione 325, le pareti laterali della bussola 305 e dell’inserto anulare 320 presentano delle aperture che, globalmente, definiscono una serie di passaggi radiali 330. Detti passaggi radiali 330 sono in comunicazione con il condotto di aspirazione 110 tramite il canale 220 ricavato nella testata 105, in modo che eventuali piccole quantità di fluido che trafilano dalla guarnizione di alta pressione 315, possano essere recuperate e riportate al condotto di aspirazione 110. In altre forme di attuazione, l’inserto anulare 320 potrebbe essere realizzato in corpo unico con la bussola 305.

Per consentire l’estrazione della bussola 305 e quindi delle guarnizioni di alta e bassa pressione 315 e 325, la testata 105 presenta un foro anteriore 335, il quale à ̈ coassiale alla sede cilindrica 125 ed à ̈ disposto dalla parte opposta rispetto al carter 225. Questo foro anteriore 335 si affaccia direttamente all’interno della camera di pompaggio 120 e presenta un diametro uguale o superiore al diametro della bussola 305. La parete di fondo 310 della bussola 305 à ̈ inserita a tenuta all’interno del foro anteriore 335, grazie alla interposizione di una guarnizione anulare.

Durante il funzionamento della pompa 300, il foro anteriore 335 à ̈ chiuso a tenuta da un coperchio 340. Nell’esempio illustrato in figura 2, il coperchio 340 comprende una piastra 345 che viene fissata all’esterno della testata 105 mediante viti di serraggio 350, ed un codolo cilindrico 355, il quale si inserisce a misura all’interno del foro anteriore 335, con l’interposizione di una guarnizione di tenuta. Il codolo cilindrico 355 può essere libero, ossia semplicemente appoggiato alla piastra 345, oppure può essere saldamente fissato alla piastra 345 stessa. Detto codolo cilindrico 355 contatta la parete di fondo 310 della bussola 305, in modo che quest’ultima risulti assialmente bloccata nella sede cilindrica 125. In particolare, sul lato rivolto verso il coperchio 340, la parete di fondo 310 della bussola 305 comprende un rilevo centrale che contatta il codolo 355 solo in una zona limitata della sua superficie di fondo. In questo modo, tra il fondo del codolo cilindrico 355 e la parete di fondo 310 della bussola 305 rimane definita una stretta intercapedine anulare 360, la quale à ̈ isolata rispetto alla camera di pompaggio 120 dalla parete di fondo 310 stessa.

Detta intercapedine 360 à ̈ in comunicazione diretta con il condotto di mandata 115 attraverso un condotto ausiliario 365, il quale à ̈ ricavato all’interno della testata 105.

Il funzionamento della pompa 300 Ã ̈ del tutto analogo a quello della pompa 100 descritto in precedenza con riferimento alla figura 1. Ne consegue che anche in questo caso, la pressione nella camera di pompaggio 120 varia ciclicamente tra un valore quasi nullo o comunque molto basso, sostanzialmente pari al valore della pressione del fluido nel condotto di aspirazione 110, ad un valore molto elevato, sostanzialmente pari al valore della pressione del fluido nel condotto di mandata 115.

Nonostante questa ciclica variazione della pressione nella camera di pompaggio 120, la pressione che regna nell’intercapedine 360, interposta tra il coperchio 340 e la parete di fondo 310 della bussola 305, à ̈ costantemente pari alla pressione del fluido nel condotto di mandata 115.

In questo modo, durante tutto il funzionamento della pompa 300, il coperchio 340 risulta sottoposto ad una spinta all’incirca pari alla pressione nel condotto di mandata 115 moltiplicata per la superficie di tenuta del codolo cilindrico 355. Sebbene questa spinta possa risultare piuttosto elevata, essa rimane costante durante tutto il funzionamento della pompa 100 e quindi non sottopone il coperchio 340 e le relative viti di serraggio 350 a fenomeni di fatica che, altrimenti, potrebbero causare la rottura di questi componenti o il loro parziale svitamento, compromettendo anche la tenuta della camera di pompaggio.

In figura 3 à ̈ illustrata una pompa idraulica a pistoni 400 secondo un’ulteriore forma di attuazione della presente invenzione, la quale differisce da quella illustrata in figura 1, solo per gli aspetti che verranno descritti nel seguito. A parte questi aspetti di differenziazione, la pompa 400 di figura 3 presenta le stesse caratteristiche della pompa 100 descritta con riferimento a figura 1. Per questo motivo, dette caratteristiche comuni sono indicate in figura 3 con gli stessi riferimenti numerici già utilizzati in figura 1, e la loro descrizione deve considerarsi come la mera ripetizione di quanto già descritto in precedenza per la prima forma di realizzazione della presente invenzione.

Tra le caratteristiche in comune, si desidera solo sottolineare che tra il tappo 175 e la valvola di aspirazione 140 della pompa 400 à ̈ nuovamente interposto l’elemento distanziatore 180, in modo che tra il fondo del tappo 175 e l’elemento distanziatore 180 stesso rimanga definita l’intercapedine anulare 185 isolata rispetto alla camera di pompaggio 120.

Un aspetto di diversità della pompa 400 rispetto alla pompa 100 di figura 1 (ma di analogia con la pompa 300 di figura 2) risiede nel fatto che, tra il pistone 195 e la sede cilindrica 125, à ̈ coassialmente interposta una bussola sostanzialmente cilindrica 405, la quale à ̈ atta a portare le guarnizioni o il gruppo di guarnizioni che garantiscono la tenuta della camera di pompaggio 120.

Nell’esempio di figura 3, la bussola 405 à ̈ realizzata da un corpo cilindrico aperto ad entrambe le estremità, una delle quali à ̈ chiusa da un disco di fondo 410. Detto disco di fondo 410 à ̈ unito alla bussola 405 mediante mezzi di aggancio a scatto, in modo da risultare ad essa solidale almeno in senso assiale. La bussola 405 à ̈ inserita a misura all’interno della sede cilindrica 125, con l’interposizione di opportune guarnizioni di tenuta. La parete laterale della bussola 405 presenta almeno due aperture diametralmente opposte, ciascuna delle quali si affaccia ad un rispettivo condotto laterale 130 e 135, in modo tale che il volume interno della bussola 405 sia parte integrante della camera di pompaggio 120. La bussola 405 porta una guarnizione di alta pressione 415, la quale à ̈ atta a stare coassialmente interposta tra la bussola 405 stessa ed il pistone 195. Questa guarnizione di alta pressione 415 à ̈ assialmente bloccata tra uno spallamento della bussola 405 ed un inserto anulare 420, il quale à ̈ coassialmente inserito all’estremità della bussola 405 opposta al disco di fondo 410, dove à ̈ bloccato mediante mezzi di aggancio a scatto. Nella superficie interna dell’inserto anulare 420 à ̈ ricavata una gola circonferenziale per l’alloggiamento di una guarnizione di bassa pressione 425, la quale à ̈ atta a stare coassialmente interposta tra l’inserto anulare 420 stesso ed il pistone 195. Nello spazio compreso tra la guarnizione di alta pressione 415 e la guarnizione di bassa pressione 425, le pareti laterali della bussola 405 e dell’inserto anulare 420 presentano delle aperture che, globalmente, definiscono una serie di passaggi radiali 430. Detti passaggi radiali 430 sono in comunicazione con il condotto di aspirazione 110 tramite il canale 220 ricavato nella testata 105, in modo tale che eventuali piccole quantità di fluido che trafilano dalla guarnizione di alta pressione 415, possano essere recuperate e riportate al condotto di aspirazione 110. In altre forme di attuazione, l’inserto anulare 420 potrebbe essere realizzato in corpo unico con la bussola 405.

Per consentire l’estrazione della bussola 405, dell’inserto anulare 420 e quindi delle guarnizioni di alta e bassa pressione 415 e 425, la testata 105 presenta un foro anteriore 435, il quale à ̈ coassiale alla sede cilindrica 125 ed à ̈ disposto dalla parte opposta rispetto al carter 225. Questo foro anteriore 435 si affaccia direttamente all’interno della camera di pompaggio 120 e presenta un diametro uguale o superiore al diametro della bussola 405 e del relativo disco di fondo 410. Il disco di fondo 410 à ̈ inserito a tenuta all’interno del foro anteriore 435, grazie all’interposizione di una guarnizione anulare.

Durante il funzionamento della pompa 400, il foro anteriore 435 à ̈ chiuso a tenuta da un tappo 440. Nell’esempio illustrato in figura 3, il foro anteriore 435 à ̈ internamente filettato ed il tappo 440 comprende un codolo filettato che si avvita direttamente all’interno del foro anteriore 435, con l’interposizione di una guarnizione di tenuta. La superficie di fondo di detto codolo filettato à ̈ leggermente distanziata dal disco di fondo 410 della bussola 405. In questo modo, tra il fondo del codolo filettato ed il disco di fondo 410 rimane definita una stretta intercapedine anulare 450, la quale à ̈ isolata rispetto alla camera di pompaggio 120 dal disco di fondo 410 stesso.

Detta intercapedine 450 à ̈ in comunicazione diretta con il condotto di mandata 115 attraverso un primo condotto ausiliario 455, il quale à ̈ ricavato all’interno della testata 105. Attraverso un secondo condotto ausiliario 460 ricavato nella testata 105, l’intercapedine 450 à ̈ in comunicazione diretta anche con l’intercapedine 185 tra il tappo 175 e la valvola di aspirazione 140. In questo modo, anche la intercapedine 185 risulta in comunicazione diretta con il condotto di mandata 115.

Il funzionamento della pompa 400 Ã ̈ del tutto analogo a quello della pompa 100 descritto in precedenza con riferimento alla figura 1. Ne consegue che anche in questo caso, la pressione nella camera di pompaggio 120 varia ciclicamente tra un valore quasi nullo o comunque molto basso, sostanzialmente pari al valore della pressione del fluido nel condotto di aspirazione 110, ad un valore molto elevato, sostanzialmente pari al valore della pressione del fluido nel condotto di mandata 115.

Nonostante questa ciclica variazione della pressione nella camera di pompaggio 120, la pressione che regna nell’intercapedine 450, interposta tra il tappo 440 ed il disco di fondo 410 della bussola 405, così come la pressione che regna nell’intercapedine 185, interposta tra il tappo 175 e l’elemento distanziatore 180 della valvola di aspirazione 140, à ̈ costantemente pari alla pressione del fluido nel condotto di mandata 115.

In questo modo, durante tutto il funzionamento della pompa 400, il tappo 440 risulta sottoposto ad una spinta all’incirca pari alla pressione nel condotto di mandata 115 moltiplicata per la superficie di tenuta del suo codolo filettato, mentre il tappo 175 risulta sottoposto ad una spinta all’incirca pari alla pressione nel condotto di mandata 115 moltiplicata per la superficie di tenuta del relativo codolo filettato. Sebbene queste spinte possano risultare piuttosto elevate, esse rimangono costanti durante tutto il funzionamento della pompa 400 e quindi non sottopongono i tappi 440 e 175 a fenomeni di fatica che, altrimenti, potrebbero causare la rottura di questi componenti o il loro parziale svitamento, compromettendo anche la tenuta della camera di pompaggio 120.

Ovviamente alle pompe sopra descritte un tecnico del settore potrebbe apportare numerose modifiche di natura tecnico-applicativa, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come sotto rivendicata.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Una pompa idraulica a pistoni (100, 300, 400) comprendente un corpo cavo (105) in cui sono ricavati un condotto di aspirazione (110), un condotto di mandata (115), ed almeno una camera di pompaggio (120) in cui à ̈ accolto un pistone alternativo (195), in cui detta camera di pompaggio (120) à ̈ separata dal condotto di aspirazione (110) e dal condotto di mandata (115) rispettivamente da una valvola di aspirazione (140) e da una valvola di mandata (145), ed in cui detto corpo cavo (105) presenta almeno una cavità (165, 125) che pone in comunicazione la camera di pompaggio (120) con l’esterno, la quale à ̈ chiusa da un elemento di chiusura (175, 340, 440) fissato al corpo cavo (105) stesso, caratterizzato dal fatto che all’interno di detta cavità (165, 125) à ̈ inserito a tenuta un elemento di separazione (180, 310, 410) che separa la camera di pompaggio (120) dall’elemento di chiusura (175, 340, 440), in modo che tra detto elemento di chiusura (175, 340, 440) e detto elemento di separazione (180, 310, 410) rimanga definita una intercapedine (185, 360, 450), la quale à ̈ in comunicazione idraulica con il condotto di mandata (115) tramite un canale (190, 365, 455) realizzato nel corpo cavo (105).
2. 2. Una pompa (100, 400) secondo la rivendicazione 1, in cui detta almeno una cavità (165) à ̈ una sede in cui à ̈ accolta la valvola di aspirazione (140), e detto elemento di separazione à ̈ un distanziale (180) interposto tra l’elemento di chiusura (175) e la valvola di aspirazione (140).
3. 3. Una pompa (100, 400) secondo la rivendicazione 2, in cui detto distanziale (180) à ̈ bloccato in battuta tra l’elemento di chiusura (175) e la valvola di aspirazione (140).
4. 4. Una pompa (300, 400) secondo la rivendicazione 1, in cui detta almeno una cavità à ̈ una sede (125) in cui à ̈ accolta una bussola porta-guarnizioni (305, 405) all’interno della quale à ̈ scorrevolmente inserito il pistone alternativo (195), e detto elemento di separazione (310, 410) à ̈ atto a chiudere il fondo della bussola (305, 405) stando interposto tra l’elemento di chiusura (340, 440) e la testa del pistone (195).
5. 5. Una pompa (300, 400) secondo la rivendicazione 4, in cui detto elemento di separazione (310, 410) Ã ̈ unito alla bussola portaguarnizioni (305).
6. 6. Una pompa (400) secondo la rivendicazione 5, in cui detto elemento di separazione (410) Ã ̈ unito alla bussola porta-guarnizioni (305) mediante mezzi di aggancio.
7. 7. Una pompa (300) secondo la rivendicazione 5, in cui detto elemento di separazione (310) Ã ̈ realizzato in corpo unico con la bussola porta-guarnizioni (305).
8. 8. Una pompa (400) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento di chiusura (340) comprende una piastra (345) che à ̈ fissata al corpo cavo mediante viti (350).
9. 9. Una pompa (100, 300, 400) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento di chiusura (175, 340) comprende una porzione filettata con cui à ̈ direttamente avvitato al corpo cavo (105).