ITRM20130099A1

ITRM20130099A1 - TROLLEY AND BARELLABLE MOTOR PUMP FOR FIRE AND DRAINAGE

Info

Publication number: ITRM20130099A1
Application number: IT000099A
Authority: IT
Inventors: Antonio Stamegna
Original assignee: Stamegna Enelio E Fulvio S R L Flli
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2014-08-22

Description

- DESCRIZIONE - - DESCRIPTION -

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: Attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION entitled:

MOTOPOMPA CARRELLABILE E BARELLABILE PER TROLLEY AND STRETCHABLE MOTOR PUMP FOR

ANTINCENDIO E SVUOTAMENTO FIRE FIGHTING AND EMPTYING

La presente invenzione ha per oggetto una motopompa carrellabile e barellabile per antincendio e svuotamento, particolarmente indicata per impiego in ambito navale. The present invention relates to a trolley-mounted and stretcher motor pump for fire-fighting and emptying, particularly suitable for use in the naval sector.

Come è noto, le motopompe della stessa tipologia attualmente in commercio, sono costituite da un motore a combustione interna a due o quattro tempi accoppiato ad una pompa centrifuga. As is known, motor pumps of the same type currently on the market consist of a two or four stroke internal combustion engine coupled to a centrifugal pump.

Riguardo ai motori a due tempi, il combustibile impiegato è una miscela costituita da olio lubrificante e benzina. In passato tale tipologia di motori è stata largamente utilizzata grazie alla semplicità costruttiva ed al basso costo. Per contro si tratta di motori caratterizzati da elevate emissioni (dovute alla combustione di olio e alle perdite relative alla fase di lavaggio) e basso rendimento. Regarding two-stroke engines, the fuel used is a mixture consisting of lubricating oil and petrol. In the past, this type of motor has been widely used thanks to its simple construction and low cost. On the other hand, these are engines characterized by high emissions (due to the combustion of oil and losses relating to the washing phase) and low efficiency.

I motori a quattro tempi si differenziano a seconda della tipologia di combustibile impiegato. Si definiscono motori a “Ciclo Otto" motori che impiegano benzina e nei quali l’accensione della miscela combustibile comburente avviene per mezzo di una candela (accensione comandata). Si definiscono motori a “Ciclo Diesel" motori che impiegano gasolio, nei quali l'accensione della miscela combustibile-comburente è determinata dagli elevati valori di pressione e temperatura che si raggiungono in camera di combustione (accensione per compressione). Four-stroke engines differ according to the type of fuel used. "Eight Cycle" engines are defined as engines that use gasoline and in which the ignition of the comburent fuel mixture takes place by means of a spark plug (controlled ignition). "Diesel Cycle" engines are defined as engines that use diesel fuel, in which the ignition of the fuel-combustive mixture is determined by the high pressure and temperature values reached in the combustion chamber (ignition by compression).

Alla luce del costo dei combustibili liquidi e delle nuove normative mirate alla salvaguardia ambientale, la tendenza attuale è quella di impiegare motori diesel ad alto rendimento, a basso consumo ed a basse emissioni, aumentando al contempo la sicurezza nelle fasi di stoccaggio ed immagazzinamento del combustibile. In light of the cost of liquid fuels and the new regulations aimed at safeguarding the environment, the current trend is to use high-efficiency, low-consumption and low-emission diesel engines, while increasing safety in the storage and storage phases of the fuel. .

Contrariamente al gasolio, la pericolosità delle benzine è legata soprattutto all’elevata volatilità ed al basso punto d’infiammabilità, proprietà che rendono le benzine poco adatte ad essere impiegate in ambienti stretti e ad elevato rischio d’incendio come ad esempio gli scomparti delle navi. Contrary to diesel fuel, the dangerousness of gasoline is mainly linked to the high volatility and low flash point, properties that make gasoline unsuitable for use in narrow environments with a high risk of fire such as ship compartments. .

Gli attuali sistemi d’iniezione (Common Rail) operanti con gasolio, consentono di ottenere, a parità di cilindrata e numero di giri, potenze e rendimenti del tutto simili ai più moderni motori a benzina che sfruttano sistemi d’iniezione separata a gestione elettronica (muitipoint). Current injection systems (Common Rail) operating with diesel fuel, allow to obtain, with the same displacement and number of revolutions, powers and efficiencies very similar to the most modern petrol engines that use separate injection systems with electronic management ( muitipoint).

Rispetto ad un tradizionale motore diesel, dotato di pompa d’iniezione meccanica, il "Common Rail” presenta una considerevole riduzione dei consumi e delle emissioni nonché delle dimensioni e del peso del motore stesso. Compared to a traditional diesel engine, equipped with a mechanical injection pump, the "Common Rail" has a considerable reduction in consumption and emissions as well as in the size and weight of the engine itself.

Un sistema d’iniezione meccanico è sostanzialmente costituito da un corpo pompa, una serie di iniettori (tanti quanti sono i cilindri) e da un sistema di regolazione che consente di adeguare velocità e coppia al carico richiesto. A mechanical injection system basically consists of a pump body, a series of injectors (as many as there are cylinders) and an adjustment system that allows you to adjust speed and torque to the required load.

I problemi inerenti ad un tale sistema d’iniezione sono legati ai “tempi d’iniezione" ed alla “pressione d’iniezione’’. The problems inherent in such an injection system are related to "injection times" and "injection pressure".

La velocità del motore influisce sul tempo d’iniezione. Maggiore velocità implica minor tempo a disposizione per l’iniezione dei carburante. The engine speed affects the injection time. Faster speed means less time available for fuel injection.

Fissata la cilindrata del motore, a parità di combustibile inviato, l’unico modo per incrementare la potenza erogata dal motore è quello di aumentare il numero di cicli nell’unità di tempo e quindi la velocità di rotazione. Maggiore velocità e minor tempo d’iniezione richiedono sistemi sempre più sofisticati, precisi e di conseguenza sempre più costosi. Once the engine displacement is fixed, with the same amount of fuel sent, the only way to increase the power delivered by the engine is to increase the number of cycles per unit of time and therefore the rotation speed. Greater speed and shorter injection time require increasingly sophisticated, precise and consequently increasingly expensive systems.

Con un sistema tradizionale si possono raggiungere massime pressioni d’iniezione di circa 950 bar. Più bassa è la pressione d’iniezione, minore è la polverizzazione del combustibile in camera, con conseguente aumento dei consumi e degli incombusti emessi in atmosfera. With a traditional system, maximum injection pressures of about 950 bar can be reached. The lower the injection pressure, the lower the atomization of the fuel in the chamber, with a consequent increase in consumption and unburnt emissions emitted into the atmosphere.

Resta evidente che, un regolatore di velocità con adeguatore di coppia di tipo meccanico, risulta inadeguato li dove sono richieste precisione e rapidità nella regolazione. It is evident that a speed regulator with a mechanical torque adjuster is inadequate where precision and speed in regulation are required.

Gli inconvenienti appena descritti sono stati superati con l’avvento del "Common Rail”. L’impiego di una pompa rotativa ad alta pressione (pressioni d’iniezione di circa 1800 bar) ed iniettori a contrailo elettronico, hanno permesso di aumentare considerevolmente le velocità di rotazione dei motori impieganti gasolio, con conseguente riduzione di consumi, emissioni, dimensioni e peso. Inoltre, è importante sottolineare che il “Common Rail", come sistema di iniezione elettronico, risulta molto flessibile, permettendo di ottimizzare il rendimento del motore a seconda della tipologia d'impiego. The aforementioned drawbacks were overcome with the advent of the "Common Rail". The use of a high pressure rotary pump (injection pressure of about 1800 bar) and electronic contrail injectors, allowed to considerably increase speeds rotation of engines using diesel fuel, with a consequent reduction in consumption, emissions, dimensions and weight. Furthermore, it is important to underline that the "Common Rail", as an electronic injection system, is very flexible, allowing to optimize engine performance according to the type of use.

Le motopompe attualmente in commercio, compatibilmente alle prestazioni della macchina, risultano di notevoli dimensioni e di peso considerevole. Ciò rende difficile l'impiego di tali macchine li dove gli spazi a disposizione risultano limitati (es. all'interno delle navi) con ulteriore aumento dei rischi per chi le manovra. Trattandosi di macchine usate in emergenza, è da sottolineare che, le motopompe per antincendio e svuotamento di tipo carrellabili e barellali attualmente in commercio, richiedono il fermo macchina o lunghi tempi per la sostituzione di parti fondamentali quali serbatoio e batteria. The motor pumps currently on the market, compatibly with the performance of the machine, are of considerable size and considerable weight. This makes it difficult to use these machines where the spaces available are limited (eg inside ships) with a further increase in risks for those who operate them. Since these are machines used in emergencies, it should be emphasized that the motor pumps for fire fighting and emptying of the trolley-type and stretcher type currently on the market require machine downtime or long times for the replacement of fundamental parts such as tank and battery.

La richiedente ha effettuato la ricerca tendente ad immettere sul mercato motopompe carrellabili e barellabili per antincendio e svuotamento che risultino di dimensioni e peso contenuti, scopo raggiunto impiegando un motore di ultima generazione, ottimizzando i materiali a seconda del tipo di applicazione e ricercando soluzioni intelligenti per la sostituzione di quelle parti che rendano la motopompa efficiente e sempre pronta all'uso. The applicant carried out the research aimed at placing on the market trailerable and stretcher motor pumps for fire fighting and emptying that are of limited size and weight, an aim achieved by using a latest generation engine, optimizing the materials according to the type of application and seeking intelligent solutions for the replacement of those parts that make the motor pump efficient and always ready for use.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è quello di proporre una motopompa carrellabile e barellabile per antincendio e svuotamento che permetta di superare gli inconvenienti relativi alla tecnica nota e sopra citati. In this context, the technical task underlying the present invention is to propose a trailerable and stretcher motor pump for fire-fighting and emptying which allows to overcome the drawbacks relating to the prior art and cited above.

In particolare, è scopo della presente invenzione rendere disponibile una motopompa carrellabile e barellabile per antincendio e svuotamento che impieghi un motore Common Rail di ultima generazione impiegato in ambito automobilistico opportunamente elaborato, ed un sistema di collegamento motore-pompa estremamente compatto che consentono di contenere peso e dimensioni garantendo al contempo elevate prestazioni. In particular, it is an object of the present invention to make available a trolley-mounted and stretcher motor pump for fire-fighting and emptying that uses a latest generation Common Rail engine used in the automotive sector, suitably elaborated, and an extremely compact motor-pump connection system which allows to contain weight. and dimensions while ensuring high performance.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di rendere disponibile una motopompa per antincendio e svuotamento che, a parità di prestazioni, presenta consumi ed emissioni ridotte rispetto a motopompe tradizionali equipaggiate con motore diesel. A further object of the present invention is to make available a motor pump for fire fighting and emptying which, with the same performance, has reduced consumption and emissions compared to traditional motor pumps equipped with a diesel engine.

Altro scopo della presente invenzione è quello di rendere disponibile una motopompa carrellabili e barellabile per antincendio e svuotamento compatta e leggera dotata di tutta una serie di accorgimenti che la rendono sicura, affidabile, sempre pronta all'uso e di facile trasportabilità. Another object of the present invention is to make available a compact and lightweight motor pump that can be towed and stretched for fire fighting and emptying, equipped with a whole series of devices that make it safe, reliable, always ready for use and easy to transport.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione potranno essere evidenziati o chiariti dalia seguente descrizione indicativa delle parti della motopompa oggetto dell'invenzione: Further characteristics and advantages of the present invention may be highlighted or clarified by the following indicative description of the parts of the motor pump object of the invention:

Con riferimento alle figure, con [1] è stata indicata una motopompa carrellabile e bareflabile per antincendio e svuotamento, particolarmente indicata per impiego in ambito navale. With reference to the figures, [1] indicates a trailerable and bareflable motor pump for fire-fighting and emptying, particularly suitable for use in the naval sector.

La motopompa [1] è costituita da un motore [2] a combustione interna di ultima generazione con impianto di iniezione “Common Rail” gestito da centralina elettronica [3] sovralimentato da turbo-compressore [4]. The motor pump [1] consists of a latest generation internal combustion engine [2] with a “Common Rail” injection system managed by an electronic control unit [3] supercharged by a turbo-compressor [4].

Accoppiato al motore [2] è presente una pompa [5] di tipo centrifugo ad elevata prevalenza il cui corpo è interamente realizzato in acciaio AISI 316 L. Coupled to the motor [2] there is a high head centrifugal pump [5] whose body is made entirely of AISI 316 L steel.

La pompa [5] è dotata di attacco [6] UNI 80 in aspirazione, di attacco [7] UNI 70 in mandata con volano di regolazione della pressione [8]. Sul corpo pompa sono installati dispositivi di controllo quali manometro (0-16 bar) [9] e vuotometro (0÷-1 bar) [10]. The pump [5] is equipped with [6] UNI 80 suction connection, UNI 70 delivery connection [7] with pressure adjustment flywheel [8]. Control devices such as pressure gauge (0-16 bar) [9] and vacuum gauge (0 ÷ -1 bar) [10] are installed on the pump body.

Il motore [2] è raffreddato sfruttando il fluido aspirato dalla pompa. The motor [2] is cooled by exploiting the fluid sucked in by the pump.

A tal proposito la motopompa [1] è munita di tre scambiatori posti in serie, uno [11] per raffreddamento del gasolio in recupero, uno [12] per raffreddamento motore ed uno [13] per raffreddamento del collettore di scarico. Aprendo il rubinetto [14], parte del fluido aspirato viene convogliato nel circuito scambiatori. Il motore è munito di un circuito interno e di vasca di compensa [15] riempiti con una soluzione acquosa di glicoletilene che funge da fluido di scambio termico. L’acqua di raffreddamento in uscita dal collettore [13] è convogliata nuovamente in ingresso al corpo pompa [5] per mezzo del raccordo [16], soluzione che non rende necessario predisporre sistemi di scarico dell’acqua impiegata per il raffreddamento, ad esempio a bordo delle navi. In this regard, the motor pump [1] is equipped with three exchangers placed in series, one [11] for cooling the recovered diesel, one [12] for engine cooling and one [13] for cooling the exhaust manifold. By opening the cock [14], part of the sucked fluid is conveyed into the exchanger circuit. The engine is equipped with an internal circuit and a compensation tank [15] filled with an aqueous solution of ethylene glycol which acts as a heat exchange fluid. The cooling water leaving the manifold [13] is conveyed again into the pump body [5] by means of the fitting [16], a solution that does not make it necessary to set up drainage systems for the water used for cooling, for example aboard ships.

La motopompa [1] è munita di un sistema di adescamento rapido di tipo completamente meccanico che ha il compito di realizzare il vuoto nel tubo di aspirazione, consentendo la risalita dell’acqua fino alla girante della pompa, fruttando la differenza di pressione che si determina tra camera interna al tubo e pressione che grava sul pelo libero. The motor pump [1] is equipped with a completely mechanical rapid priming system which has the task of creating a vacuum in the suction pipe, allowing the water to rise up to the pump impeller, yielding the pressure difference that is determined between the chamber inside the tube and the pressure on the free surface.

Il dispositivo adescatore [17] è costituito da una pompa a palette. The primer device [17] consists of a vane pump.

L’adescatore [17] è munito di leva [18] con tendi-cinghia, che, all’atto deH’adescamento, mette in comunicazione la camera interna dell’adescatore [17] con il corpo pompa [5] permettendo al contempo la lubrificazione del dispositivo. The primer [17] is equipped with a lever [18] with belt tensioner, which, upon priming, puts the internal chamber of the primer [17] in communication with the pump body [5], allowing at the same time the lubrication of the device.

A tal proposito, l’adescatore [17] è munito di apposito serbatoio [19] per l’introduzione dell'olio lubrificante. In this regard, the primer [17] is equipped with a special tank [19] for the introduction of the lubricating oil.

L'adescatore [17] è connesso, per mezzo di sistema di trasmissione a cinghia, direttamente all’albero motore. La potenza assorbita dai dispositivo [17] risulta irrisoria (circa 2,5 CV) pd è comunque limitata al solo tempo di adescamento, il rapporto di trasmissione è tale da garantire elevate velocità di rotazioni dell’adescatore [17] rendendo minimi i tempi necessari all’adescamento delia pompa. All'atto dell’adescamento, agendo sulla leva [18], il moto viene trasmesso dal motore all'adescatore. The primer [17] is connected, by means of a belt transmission system, directly to the motor shaft. The power absorbed by the device [17] is negligible (about 2.5 HP) pd is in any case limited to the priming time only, the transmission ratio is such as to ensure high rotational speeds of the primer [17], minimizing the time required priming the pump. Upon priming, by acting on the lever [18], the motion is transmitted from the engine to the primer.

Il telaio [20] della motopompa [1] è interamente realizzato in alluminio anticorodal. Presenta due maniglie [21] e [22] che ne agevolano il trasporto di cui una, la [22], è richiudibile su se stessa limitando l’ingombro della motopompa in esercizio. Il telaio [20] presenta quattro supporti [23] dotati di antivibranti in gomma, che consentono piena stabilità in condizione di pompa non movimentata e che consentono, in aggiunta agli antivibranti [24], di limitare la trasmissione a terra delle vibrazioni. The frame [20] of the motor pump [1] is entirely made of anticorodal aluminum. It has two handles [21] and [22] that facilitate its transport, one of which, [22], can be closed on itself, limiting the size of the motor pump in operation. The frame [20] has four supports [23] equipped with rubber anti-vibration mounts, which allow full stability when the pump is not being moved and which, in addition to the anti-vibration mounts [24], allow to limit the transmission of vibrations to the ground.

Due ruote [25] da 180 mm consentono una facile trasportabilità con uno forza di sollevamento sulla maniglia [22] inferiore a 15Kg per lato. Two 180 mm wheels [25] allow for easy portability with a lifting force on the handle [22] of less than 15Kg per side.

Il telaio [20] della motopompa [1] presenta tre pannelli in lamiera di alluminio, uno [26] posto lateralmente , uno [27] posto sul lato posteriore a protezione della trasmissione, ed un pannello [28] posto sulla parte superiore a protezione dei motore [2] e dei suoi relativi componenti. The frame [20] of the motor pump [1] has three panels in aluminum sheet, one [26] placed laterally, one [27] placed on the rear side to protect the transmission, and a panel [28] placed on the upper part to protect of the engine [2] and its related components.

Il pannello [28] presenta intagli per l’accesso al tappo coperchio punterie [29], asta controllo olio motore [30], vasca compensa motore [15] e presenta un quadro di comando/controllo [31] su cui è presente il rocchetto di preriscaldo/avviamento, presa 12V per faro di emergenza, segnalazione avaria caricabatteria, led segnalazione bassa pressione olio motore, led segnalazione max temperatura acqua motore, potenziometro acceleratore e lampada d’illuminazione a led. The panel [28] has notches for accessing the tappet cover cap [29], engine oil control rod [30], engine compensating tank [15] and has a command / control panel [31] on which the spool is present for preheating / starting, 12V socket for emergency light, battery charger failure signal, engine oil low pressure signaling LED, engine water temperature maximum temperature signaling LED, accelerator potentiometer and LED lighting lamp.

La motopompa [1] è equipaggiata con un serbatoio [32] in acciaio inox AISI 316 ad aggancio/sgancio rapido. The motor pump [1] is equipped with a tank [32] in AISI 316 stainless steel with quick coupling / release.

I tubi di mandata e ritorno gasolio sono collegati al serbatoio per mezzo di attacchi rapidi [33] che consentono la sostituzione del serbatoio a motore in moto. Un tappo [34] permette il rabbocco in tutta sicurezza anche in condizione di motore in moto. The diesel delivery and return pipes are connected to the tank by means of quick couplings [33] which allow the tank to be replaced with the engine running. A cap [34] allows topping up in complete safety even when the engine is running.

La motopompa [1] è munita di batteria racchiusa in un involucro di alluminio dotato di connettore ad innesto [36] che consente la sostituzione della batteria stessa in pochi secondi. The motor pump [1] is equipped with a battery enclosed in an aluminum casing equipped with a coupling connector [36] which allows the battery to be replaced in a few seconds.

Claims

CLAIMS 1. Motor pump [1] characterized by: a Common Rail engine [2] for automotive use; a high head centrifugal pump [3]; an extremely compact and lightweight coupling system; a frame [20] in light alloy with high corrosion resistance; a system of handles [21] - [22] and wheels that make the machine trailerable; a cooling system by means of exchangers [11], [12], [13]; a mechanical priming system [17]; a tank [32] with quick coupling / uncoupling; a quick connect / disconnect battery [35]; such as to make the motor pump less bulky and light compared to the current ones on the market with the same type and performance.

2. Motor pump [1] according to claim 1, characterized by the fact that it is equipped with a latest generation Common Rail engine [2] used in the automotive sector, characterized by the fact that it comprises a cooling system that uses part of the fluid sucked by the pump [ 3] and an electronic injection management system that allows its use for the intended purposes.

3. Motor pump [1] according to claim 2, wherein the cooling system consists of 3 heat exchangers placed in series, tube bundle exchanger for diesel oil cooling [11], tube bundle exchanger for engine cooling [12] and heat exchanger interspace for cooling the exhaust manifold [13], in which the primary fluid is represented by the water sucked by the pump [3] through the opening of the valve [14].

4. Motor pump [1] according to claims 2 and 3, characterized in that the primary cooling fluid, at the end of the cycle, is sent back to suction by means of the manifold [16].

5. Motor pump [1] according to claim 1, equipped with a frame [20] in light and corrosion resistant aluminum alloy characterized by the presence of wheels [25] and handles [21] - [22], one of which is retractable [ 22], which make it possible to trolley with a single operator and, in case of need, to be stretched with several operators.

6. Motor pump [1] according to claim 1 equipped with a mechanical priming system [17], characterized by the presence of a rotor with vanes rotating eccentrically with respect to a stator body and capable of creating suction depressions such as to guarantee the ignition of the pump at heights greater than 8 m.

7. Motor pump [1] according to claim 5, equipped with a mechanical priming system [17], characterized by a connection to the engine by means of belt transmission capable of transmitting, during the priming phase, the power to the device [17 ] per action on leverage [18].

8. Motor pump [1] according to claim 1, equipped with an aluminum battery container [35] with handle, with quick coupling / release, characterized by a connector [36] which allows it, in case of battery failure, thanks to a container + spare battery, without the aid of keys and screwdrivers, without having to act on clamps, brackets, etc ..., to release the container to be replaced, pull it upwards by means of the handle and hang up the replacement, the all in a period of time ranging from 5 to 10 seconds.