ITRE20150032A1 - Gruppo motopompa per idropulitrici - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE
del brevetto di invenzione dal titolo:
?GRUPPO MOTOPOMPA PER IDROPULITRICI?
La presente invenzione inerisce il settore delle idropulitrici, che sono macchine comprendenti un motore elettrico ed una pompa formanti un unico gruppo di ridotte dimensioni, atto a generare una portata di acqua compresa tra 5 e 11 l/min, ad una pressione compresa tra 70 e 150 bar.
Nelle macchine note di questo tipo il raffreddamento del motore elettrico ? generalmente effettuato ad aria.
Il motore elettrico usualmente impiegato ha una potenza assorbita di circa da 1.8KW a 3KW, ed ? del tipo presentante uno statore ed un rotore contenuti in una carcassa.
La carcassa ? investita da una corrente d?aria di raffreddamento generata da una ventola calettata alla estremit? dell?albero rotante del motore elettrico, ed ? generalmente dotata di alette di raffreddamento esterne.
L?uso prolungato delle macchine idropulitrici, soprattutto nei climi caldi, provoca indesiderati aumenti di temperatura del rotore e dello statore che influiscono negativamente sul rendimento del motore stesso.
Sono stati adottati accorgimenti particolari per ovviare l?inconveniente, come ad esempio disporre lo statore a contatto con la carcassa, ma la dispersione di calore si ? comunque rivelata insufficiente soprattutto in condizioni atmosferiche sfavorevoli.
Le temperature della carcassa e degli organi in essa contenuti superano con facilit? i 200 ?C, il che provoca un indesiderato calo di rendimento del motore e conseguente aumento della potenza assorbita.
Per ridurre il problema del riscaldamento eccessivo del motore elettrico nelle idropulitrici sono noti dispositivi, descritti nel documento GB 2029505, che prevedono che la carcassa che contiene il rotore e lo statore del motore elettrico, sia i mezzi pompanti dell?acqua, sia a tenuta stagna, e riempita di un liquido dielettrico di raffreddamento, come olio, nel quale sono immersi il rotore e lo statore.
Nei dispositivi noti, all?interno della carcassa ? presente un circuito di raffreddamento percorso dalla stessa acqua pompata dalla idropulitrice, che provvede a raffreddare l?olio o il liquido dielettrico nel quale sono immersi lo statore ed il rotore.
Questa nota soluzione si ? rilevata efficiente ma non priva di inconvenienti.
Essa risulta di costruzione assai complicata dovendo prevedere all?interno della carcassa un circuito di raffreddamento del liquido di raffreddamento, percorso da acqua.
Ci? provoca il rischio di perdite o trafilamenti dell?acqua nel liquido dielettrico di raffreddamento che, in presenza anche in minime quantit? di acqua, vede compromesse le proprie caratteristiche dielettriche, con conseguente impossibilit? di funzionamento del motore elettrico.
Lo scopo della presente invenzione ? eliminare il suddetti inconvenienti nell?ambito di una soluzione semplice ed economica.
Questo scopo ? conseguito da un gruppo motopompa elettrico, particolarmente per macchine idropulitrici, avente le caratteristiche recitate nella rivendicazione indipendente Le rivendicazioni dipendenti ineriscono ad altre caratteristiche che in combinazione con quelle recitate nella rivendicazione indipendente offrono ulteriori vantaggi.
In sostanza il gruppo motopompa secondo il trovato comprende una carcassa di contenimento del rotore e dello statore del motore elettrico.
La carcassa ? a tenuta stagna, pu? essere ricavata in pi? parti, ad esempio un corpo centrale chiuso alle estremit? da due pareti di fondo.
Il corpo centrale comprende preferibilmente delle alette esterne di raffreddamento, e ad esso ? fissato, nei modi usuali, lo statore del motore elettrico.
Una delle due pareti di fondo comprende i mezzi di sostegno rotante di una estremit? dell?albero del rotore; anche questi mezzi sono a tenuta stagna grazie alla presenza di un anello di tenuta.
L?albero del rotore attraversa il coperchio per sostenere una ventola di raffreddamento.
L?altra parete di fondo comprende i mezzi di sostegno rotante dell?altra estremit? dell?albero del rotore; anche questi mezzi sono a tenuta stagna.
Una delle due pareti di fondo presenta un vano, all?esterno della carcassa, per l?alloggiamento di una pompa generalmente a piatto oscillante.
L?altra parete di fondo sostiene un involucro esterno che avvolge almeno in parte la parete cilindrica della carcassa e contiene una ventola.
La ventola ? calettata sulla estremit? dell?albero del rotore che esce dalla parete di fondo.
Sul corpo centrale della carcassa ? previsto un foro per il riempimento della carcassa mediante liquido dielettrico, scelto tra i normali oli multigradi disponibili in commercio.
Il gruppo pu? funzionare con l?asse del motore elettrico sia verticale che inclinato o orizzontale.
Rimanendo nell?ambito delle idropulitrici la disposizione verticale o inclinata viene preferita nel caso di applicazioni non professionali in quanto permette di sviluppare prodotti compatti ed economici, mentre la disposizione in orizzontale viene di solito preferita in applicazioni di livello professionale, dove vengono di conseguenza utilizzati i motori di potenze maggiori.
Il livello del liquido refrigerante, o olio, all?interno della carcassa, quando la carcassa ? posta con l?asse orizzontale, deve essere almeno circa 1/2 del diametro della carcassa in guisa da lambire almeno la linea mediana del rotore.
Essa potrebbe essere anche maggiore sino a giungere al pressoch? completo riempimento della carcassa
Il completo riempimento permette un maggiore contatto del liquido refrigerante con la carcassa, favorendo quindi un maggior scambio termico con l?esterno. Inoltre la maggior quantit? di liquido compensa l?inevitabile degrado delle prestazioni dello stesso a causa di sbattimenti.
Il liquido di raffreddamento all?interno della carcassa favorisce la trasmissione del calore generato dal motore elettrico alla parete cilindrica della carcassa stessa, ed il suo smaltimento attraverso le alette di raffreddamento presenti all?esterno della carcassa.
I pregi e le caratteristiche funzionali e costruttive dell?invenzione appariranno chiare dalla dettagliata descrizione che segue, che ne descrive una preferita forma di attuazione data a titolo di esempio non limitativo ed illustrata dalle allegate tavole disegni.
La Fig.1 mostra il trovato in sezione assiale verticale in una configurazione di funzionamento verticale.
La Fig.2 mostra il trovato in sezione assiale in una configurazione di funzionamento orizzontale.
Dalle figure si rileva il motore elettrico 1 comprendente una carcassa 11, chiusa a tenuta stagna da due coperchi 12 e 13, e presentante delle alette assiali di raffreddamento 110.
Alla carcassa 11 ? fissato, in modo noto, lo statore 2 del motore elettrico; il rotore 3 ? invece calettato sull?albero 31, le cui estremit? sono sostenute tramite cuscinetti 312 e 313 montati rispettivamente dai coperchi 12 e 13
Il coperchio 12 presenta un anello di tenuta 122 nella sede di uscita dell?albero 31, ed analogamente il coperchio 13 presenta un anello di tenuta 133 nella sede di uscita dell?albero 31 e due tenute frontali 134 e 135 tra i coperchi 12,13.
La estremit? dell?albero 31 che esce dal coperchio 13 porta calettata, su un tratto scanalato assialmente, la ventola 15 racchiusa in un involucro 16 fissato alla carcassa 11, e che avvolge una porzione delle alette di raffreddamento 110.
La estremit? dell?albero 31 che esce dal coperchio 12 porta calettato il piatto basculante 161 di una pompa idraulica 160 contenuta in una vano 162 solidale col coperchio 12.
Il coperchio 13 presenta un foro 130 chiuso da adatto tappo a vite per la immissione di olio nella carcassa.
Quando il gruppo ? montato con l?asse del motore elettrico orizzontale, come in Fig.2, la linea L indica il livello del liquido refrigerante nella carcassa.
Il livello ? tale per cui il liquido refrigerante, a motore fermo, arriva preferibilmente a bagnare la generatrice superiore del rotore.
Il liquido refrigerante dielettrico ? scelto trai normali oli multigradi disponibili in commercio.
Nell?esempio illustrato il diametro della carcassa ? pari a 125 mm.
La lunghezza assiale dello statore ? pari a 120mm, ma possono anche essere usati statori di dimensioni carcasse con diametri da 110 mm a 128mm con lunghezze da 75 mm a 120mm
Le caratteristiche elettriche dello statore sono le seguenti 220-240V50-60Hz e 115-127V60Hz.
Le caratteristiche elettriche del rotore sono le seguenti 220-240V50-60Hz e 115-127V60Hz.
La velocit? di rotazione del rotore ? pari a 2800 giri/min (50Hz) e 3400 giri/min (60Hz).
Con alimentazione a corrente alternata a 220 V, il motore elettrico assorbe una potenza di circa 2,5 KW quando nella carcassa ? presente il liquido di raffreddamento, mentre esso assorbe una potenza di 3,0 KW in assenza di liquido di raffreddamento.
La presenza del liquido di raffreddamento provoca la diminuzione di almeno un terzo della temperatura di funzionamento del motore che scende a circa 80?C rispetto ai 120 ?C rilevati senza la presenza di liquido, con una diminuzione sensibile della potenza assorbita.
Si intende che l?invenzione non ? limitata solo all?esempio sopra descritto, e che varianti e perfezionamenti possono esservi apportati senza uscire dall?ambito di protezione delle rivendicazioni che seguono

Claims (6)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina idropulitrice elettrica comprendente un motore elettrico ed una pompa idraulica azionata dallo stesso, una incarteratura esterna cilindrica a tenuta stagna contenente detto motore, il cui albero associato al rotore esce dalla incarteratura attraverso le due pareti di fondo circolari della stessa in presenza di anelli di tenuta stagna, e porta ad una estremit? i mezzi di azionamento della pompa, ed alla estremit? opposta una ventola di raffreddamento ad aria, detta ventola essendo contenuta in un involucro esterno sostanzialmente cilindrico che si sviluppa almeno in parte parallelamente alla parete cilindrica della incarteratura; il cui statore di forma cilindrica cava ? fissato all?interno della incarteratura, caratterizzata dal fatto che l?incarteratura ? a tenuta stagna e contiene una quantit? di liquido dielettrico di raffreddamento atto a convogliare il calore generato dal motore elettrico nella parete cilindrica dell?involucro, dalla quale il calore viene asportato dall?aria generata dalla ventola di raffreddamento.
  2. 2. Macchina idropulitrice secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che l?incarteratura presenta alette esterne di raffreddamento sulla sua parete cilindrica.
  3. 3. Macchina idropulitrice secondo la rivendicazione 1 caratterizzata per il fatto che la incarteratura esterna comprende, ad una estremit?, un coperchio sostanzialmente circolare che forma un vano monolitico aperto verso l?esterno della incarteratura per contenere una pompa idraulica azionata dall?albero del rotore.
  4. 4. Macchina idropulitrice secondo la rivendicazione 1 caratterizzata per il fatto che il liquido dielettrico di raffreddamento ? scelto tra i normali oli multigradi presenti in commercio.
  5. 5. Macchina idropulitrice secondo la rivendicazione 1 caratterizzata per il fatto che il livello del liquido di raffreddamento ? tale da lambire, quando l?asse del motore elettrico ? orizzontale, almeno la linea mediana del rotore.
  6. 6. Macchina idropulitrice secondo la rivendicazione 1 caratterizzata per il fatto che il motore elettrico presenta le seguenti caratteristiche: 220-240V, 50-60Hz e 115-127V, 50-60Hz.
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