ITTO20100347A1 - MULTISTAGE PUMPING GROUP, PARTICULARLY FOR PUMPING LIQUID GASES - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo: "Gruppo pompante multistadio, particolarmente per il pompaggio di gas liquidi" DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Multistage pumping unit, particularly for pumping liquid gases"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce ad un gruppo pompante, particolarmente per il pompaggio di fluidi in pressione, quali gas liquidi, ad esempio gas di petrolio liquido (GPL). The present invention relates to a pumping unit, particularly for pumping pressurized fluids, such as liquid gases, for example liquid petroleum gas (LPG).

Uno scopo della presente invenzione à ̈ di realizzare un gruppo pompante con un valore di NPSH piuttosto basso, e che non presenti problemi di adescamento, né necessità di dispositivi esterni per l’eliminazione dei vapori. An object of the present invention is to realize a pumping group with a rather low NPSH value, and which does not present priming problems, nor the need for external devices for the elimination of vapors.

Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo l’invenzione con un gruppo pompante comprendente This and other objects are achieved according to the invention with a pumping group comprising

una prima pompa rotativa assiale a palette, con una bocca di aspirazione laterale e una bocca di mandata assiale, e a first axial rotary vane pump, with a lateral suction port and an axial delivery port, e

una seconda pompa rotativa centrifuga autoadescante, di tipo multicellulare, avente una bocca di aspirazione assiale accoppiata alla bocca di mandata della prima pompa, ed una bocca di mandata radiale; la prima e la seconda pompa essendo provviste di un medesimo albero di comando comune; e a second self-priming centrifugal rotary pump, of the multicellular type, having an axial suction mouth coupled to the delivery mouth of the first pump, and a radial delivery mouth; the first and second pumps being provided with the same common drive shaft; And

un motore di azionamento accoppiato a detto albero di comando. a drive motor coupled to said drive shaft.

Il gruppo pompante secondo l’invenzione abbina vantaggiosamente la grande capacità di aspirazione di una pompa rotativa a palette, che ne forma il primo stadio, con la capacità di generare alte pressioni della pompa rotativa centrifuga multicellulare che ne forma il secondo stadio. Quest’ultima comprende una pluralità di giranti di tipo stellare autobilanciato, racchiuse, in modo per sé noto, in un elemento aspirante ed un elemento premente realizzati sulla base del principio dei canali laterali. The pumping unit according to the invention advantageously combines the great suction capacity of a rotary vane pump, which forms the first stage, with the ability to generate high pressures of the multicellular centrifugal rotary pump which forms the second stage. The latter comprises a plurality of self-balancing star-type impellers, enclosed, in a per se known manner, in a suction element and a pressing element made on the basis of the principle of side channels.

In un modo di realizzazione attualmente preferito il gruppo pompante presenta un corpo in cui, presso la bocca di mandata della seconda pompa, un’estremità dell’albero di comando si estende attraverso un primo ed un secondo dispositivo di tenuta assialmente distanziati, fra i quali à ̈ definita una camera intermedia in olio, e poi attraverso un supporto a cuscinetto rivolto al motore. Tali dispositivi di tenuta separano la camera intermedia dalla camera di pompaggio della seconda pompa e, rispettivamente, da detto supporto a cuscinetto. Alla camera intermedia à ̈ associato un dispositivo di rilevamento e segnalazione, atto a rilevare e segnalare un’eventuale perdita verso detta camera intermedia del fluido pompato. In a currently preferred embodiment, the pumping unit has a body in which, near the delivery port of the second pump, one end of the drive shaft extends through a first and a second axially spaced sealing device, between which is defined as an intermediate chamber in oil, and then through a bearing support facing the engine. These sealing devices separate the intermediate chamber from the pumping chamber of the second pump and, respectively, from said bearing support. A detection and signaling device is associated with the intermediate chamber, suitable for detecting and signaling any leakage of the pumped fluid towards said intermediate chamber.

Convenientemente, presso la prima pompa l’altra estremità dell’albero di comando si estende in un supporto a cuscinetto in una camera terminale stagna, attraverso un ulteriore dispositivo di tenuta che separa tale camera terminale dalla camera di pompaggio della prima pompa. Il dispositivo di rilevamento e segnalazione à ̈ allora vantaggiosamente collegato anche a tale camera terminale, per rilevare e segnalare un’eventuale perdita del fluido pompato verso detta camera terminale. Conveniently, at the first pump the other end of the drive shaft extends into a bearing support in a sealed end chamber, through a further sealing device which separates this end chamber from the pumping chamber of the first pump. The detection and signaling device is then advantageously connected also to said terminal chamber, to detect and signal any leakage of the fluid pumped towards said terminal chamber.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: Further characteristics and advantages of the invention will appear from the detailed description that follows, carried out purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

la figura 1 Ã ̈ una vista laterale di un gruppo pompante multistadio secondo la presente invenzione; e Figure 1 is a side view of a multistage pumping unit according to the present invention; And

la figura 2 Ã ̈ una vista parziale, in parte sezionata, che mostra una porzione del gruppo pompante secondo la figura 1 ed un associato dispositivo di rilevamento e segnalazione di perdite del fluido pompato. Figure 2 is a partial view, partly sectioned, showing a portion of the pumping unit according to Figure 1 and an associated device for detecting and signaling leaks of the pumped fluid.

Nei disegni con 1 Ã ̈ complessivamente indicato un gruppo pompante multistadio, particolarmente per il pompaggio di fluidi in pressione, quali miscele di gas liquidi e simili. In the drawings, 1 generally indicates a multistage pumping unit, particularly for pumping pressurized fluids, such as mixtures of liquid gases and the like.

Tale gruppo pompante 1 comprende un primo stadio costituito da una pompa rotativa assiale a palette 2, presentante una bocca di aspirazione laterale 2a, in particolare tangenziale, ed una bocca di mandata assiale 2b. This pumping unit 1 comprises a first stage consisting of an axial rotary vane pump 2, having a lateral suction mouth 2a, in particular tangential, and an axial delivery mouth 2b.

La pompa 2 à ̈ di tipo per sé noto. Pump 2 is of a type known per se.

Il gruppo pompante 1 comprende inoltre un secondo stadio, costituito da una pompa rotativa centrifuga autoadescante 3, di tipo multicellulare, avente una bocca di aspirazione assiale 3a accoppiata alla bocca di mandata 2b della pompa 2, ed una bocca di mandata radiale 3b. The pumping unit 1 also comprises a second stage, consisting of a self-priming centrifugal rotary pump 3, of the multicellular type, having an axial suction mouth 3a coupled to the delivery mouth 2b of the pump 2, and a radial delivery mouth 3b.

Le pompe 2 e 3 sono provviste di un medesimo albero di comando comune, indicato con 4 nei disegni. Pumps 2 and 3 are provided with the same common drive shaft, indicated with 4 in the drawings.

Le pompe 2 e 3 sono assemblate fra loro a mezzo di una pluralità di tiranti 5 (figura 1). The pumps 2 and 3 are assembled together by means of a plurality of tie rods 5 (figure 1).

All’estremità dell’albero di comando 4 che si estende in prossimità della bocca di mandata 3b della pompa centrifuga 3 à ̈ accoppiato un motore elettrico 6 di azionamento (figura 1), ad esempio motore elettrico trifase, tramite un dispositivo di accoppiamento 7 a giunto elastico (figure 1 e 2). An electric drive motor 6 (figure 1), for example three-phase electric motor, is coupled to the end of the drive shaft 4 which extends near the delivery port 3b of the centrifugal pump 3 (figure 1), by means of a coupling device 7 with elastic joint (figures 1 and 2).

Il motore 6 Ã ̈ ad esempio un motore sincrono a 4 o 6 poli, operante a 50 Hz o 60 Hz. Motor 6 is for example a 4 or 6 pole synchronous motor, operating at 50 Hz or 60 Hz.

Nel corpo del gruppo pompante 1, complessivamente indicato con 8 nella figura 1, presso la bocca di mandata 3b della pompa centrifuga 3 un’estremità dell’albero 4 si estende attraverso un primo ed un secondo dispositivo di tenuta, indicati con 9 e 10 nella figura 2. Tali dispositivi di tenuta sono di tipo per sé noto, ad esempio di tipo conforme al brevetto italiano IT 573.771. In the body of the pumping unit 1, indicated as a whole with 8 in Figure 1, at the delivery port 3b of the centrifugal pump 3 an end of the shaft 4 extends through a first and a second sealing device, indicated by 9 and 10 in figure 2. These sealing devices are of a per se known type, for example of a type conforming to the Italian patent IT 573.771.

I dispositivi di tenuta 9 e 10 sono assialmente distanziati, e fra loro nel corpo 8 del gruppo pompante à ̈ definita una camera intermedia 11 in olio (figura 2), collegata ad un serbatoio d’olio lubrificante 12 tramite una conduttura 13. The sealing devices 9 and 10 are axially spaced, and an intermediate oil chamber 11 is defined between them in the pumping unit body 8 (Figure 2), connected to a lubricating oil tank 12 by means of a pipe 13.

L’estremità dell’albero 4 che protrude oltre i dispositivi di tenuta 9 e 10 verso il motore 6 à ̈ montata girevole in un supporto a cuscinetto 14. The end of the shaft 4 which protrudes beyond the seals 9 and 10 towards the motor 6 is rotatably mounted in a bearing support 14.

I dispositivi di tenuta 9 e 10 separano la camera intermedia 11 dalla camera di pompaggio della pompa centrifuga 3 e, rispettivamente, dal supporto a cuscinetto 14. The sealing devices 9 and 10 separate the intermediate chamber 11 from the pumping chamber of the centrifugal pump 3 and, respectively, from the bearing support 14.

A detta camera intermedia 11 à ̈ associato un dispositivo anti-spandimento, atto a rilevare e segnalare un’eventuale perdita di fluido pompato verso tale camera intermedia 11, in particolare attraverso il dispositivo di tenuta 9. An anti-spreading device is associated with said intermediate chamber 11, suitable for detecting and signaling any loss of fluid pumped towards said intermediate chamber 11, in particular through the sealing device 9.

Il dispositivo anti-spandimento, complessivamente indicato con 15 nella figura 2, comprende lo stesso serbatoio 12 dell’olio lubrificante, il quale à ̈ chiuso superiormente da un tappo 16 provvisto di una valvola di sfiato 17 di tipo normalmente aperto. The anti-spreading device, indicated as a whole with 15 in Figure 2, comprises the same lubricating oil tank 12, which is closed at the top by a cap 16 provided with a vent valve 17 of the normally open type.

Una tubazione 18 collega la camera intermedia 11 alla parte superiore della regione interna al serbatoio 12. A pipe 18 connects the intermediate chamber 11 to the upper part of the region inside the tank 12.

Al serbatoio 12 sono accoppiati un manometro 19 ed un pressostato 20. A pressure gauge 19 and a pressure switch 20 are coupled to the tank 12.

In condizioni di funzionamento normali del gruppo pompante, in assenza di perdite del fluido pompato attraverso il dispositivo di tenuta 9, la regione che all’interno del serbatoio 12 sovrasta il lubrificante ivi contenuto si trova a pressione atmosferica. La valvola di sfiato 17 à ̈ aperta. Under normal operating conditions of the pumping unit, in the absence of leaks of the fluid pumped through the sealing device 9, the region which inside the tank 12 overhangs the lubricant contained therein is at atmospheric pressure. Vent valve 17 is open.

Quando si verifica una perdita di fluido pompato verso la camera intermedia 11 attraverso il dispositivo di tenuta interno 9, si crea un flusso di tale fluido (il cui volume si espande repentinamente) verso la regione interna al serbatoio 12. Ciò provoca la chiusura della valvola di sfiato 17, e di conseguenza il serbatoio 12 va in pressione. Il manometro 19 consente di segnalare immediatamente la condizione di deterioramento della tenuta del dispositivo 9. Ciò avviene peraltro senza che si sia verificata alcuna fuoriuscita del fluido pompato dal sistema, e senza necessità di arrestare immediatamente il gruppo pompante 1. When there is a leak of fluid pumped towards the intermediate chamber 11 through the internal sealing device 9, a flow of this fluid is created (the volume of which expands suddenly) towards the region inside the tank 12. This causes the valve to close. vent 17, and consequently the tank 12 goes under pressure. The pressure gauge 19 makes it possible to immediately signal the deterioration of the seal of the device 9. This occurs, however, without any leakage of the fluid pumped from the system, and without the need to immediately stop the pumping unit 1.

Con riferimento alla figura 1, l’altra estremità dell’albero di comando 4 si estende in un supporto a cuscinetto ivi indicato con 21, all’interno di una camera terminale 22 stagna, definita nel corpo 8 del gruppo pompante. Tale estremità dell’albero di comando 4 si estende attraverso un ulteriore dispositivo di tenuta 23, analogo ai precedenti, che separa la camera terminale 22 dalla camera di pompaggio della pompa assiale 2. With reference to Figure 1, the other end of the drive shaft 4 extends into a bearing support indicated therein with 21, inside a sealed terminal chamber 22, defined in the body 8 of the pumping unit. This end of the drive shaft 4 extends through a further sealing device 23, similar to the previous ones, which separates the terminal chamber 22 from the pumping chamber of the axial pump 2.

Convenientemente, anche la camera terminale 22 Ã ̈ collegata al serbatoio 12, ad esempio attraverso una conduttura parzialmente illustrata nella figura 2 ed ivi indicata con 24. Conveniently, the terminal chamber 22 is also connected to the tank 12, for example through a duct partially illustrated in Figure 2 and indicated therein with 24.

In tal modo il dispositivo anti-spandimento 15 Ã ̈ atto a segnalare anche un eventuale deterioramento della tenuta del dispositivo 23. In this way the anti-spreading device 15 is also able to signal any deterioration of the seal of the device 23.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come definita nelle annesse rivendicazioni. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the embodiments and construction details may be varied widely with respect to those described and illustrated purely by way of non-limiting example, without thereby departing from the scope of the invention as defined in the attached claims.

In particolare, l’invenzione prescinde dal numero di cellule o stadi della pompa centrifuga 3. In particular, the invention is independent of the number of cells or stages of the centrifugal pump 3.

Claims (7)

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo pompante (1), particolarmente per fluidi in pressione, quali miscele di gas liquidi e simili, comprendente, una prima pompa rotativa assiale a palette (2), con un bocca di aspirazione laterale (2a) e una bocca di mandata assiale (2b), e una seconda pompa rotativa centrifuga autoadescante (3) di tipo multicellulare, avente una bocca di aspirazione assiale (3a) accoppiata alla bocca di mandata (2b) della prima pompa (2), ed una bocca di mandata laterale (3b); la prima e la seconda pompa (2, 3) essendo provviste di un medesimo albero di comando (4) comune; e un motore di azionamento (6) accoppiato a detto albero di comando (4) presso la bocca di mandata (3b) della seconda pompa (3). CLAIMS 1. Pumping unit (1), particularly for pressurized fluids, such as mixtures of liquid gases and the like, comprising, a first axial rotary vane pump (2), with a lateral suction port (2a) and an axial delivery port (2b), and a second self-priming centrifugal rotary pump (3) of the multicellular type, having an axial suction port (3a) coupled to the delivery port (2b) of the first pump (2), and a lateral delivery port (3b); the first and second pumps (2, 3) being provided with the same common drive shaft (4); And a drive motor (6) coupled to said drive shaft (4) near the delivery port (3b) of the second pump (3). 2. Gruppo pompante secondo la rivendicazione 1, presentante un corpo (8) in cui, presso la bocca di mandata (3b) della seconda pompa (3), un’estremità dell’albero di comando (4) si estende attraverso un primo ed un secondo dispositivo di tenuta (9, 10) assialmente distanziati, fra i quali à ̈ definita una camera intermedia stagna (11), e poi attraverso un supporto a cuscinetto (14) rivolto al motore (6); il primo e il secondo dispositivo di tenuta (9, 10) separando la camera intermedia (11) dalla camera di pompaggio della seconda pompa (3) e, rispettivamente, da detto supporto a cuscinetto (14); alla camera intermedia (11) essendo associato un dispositivo di rilevamento e segnalazione (15) atto a rilevare ed a segnalare un’eventuale perdita di fluido pompato verso detta camera intermedia (11). 2. Pumping unit according to claim 1, having a body (8) in which, near the delivery port (3b) of the second pump (3), an end of the drive shaft (4) extends through a first and second sealing device (9, 10) axially spaced, between which a sealed intermediate chamber (11) is defined, and then through a bearing support (14) facing the motor (6); the first and second sealing devices (9, 10) separating the intermediate chamber (11) from the pumping chamber of the second pump (3) and, respectively, from said bearing support (14); associated with the intermediate chamber (11) is a detection and signaling device (15) suitable for detecting and signaling a possible loss of fluid pumped towards said intermediate chamber (11). 3. Gruppo pompante secondo la rivendicazione 2, in cui l’altra estremità dell’albero di comando (4) si estende in un supporto a cuscinetto (21) in una camera terminale stagna (22) definita in detto corpo (8), attraverso un ulteriore dispositivo di tenuta (23) che separa detta camera terminale (22) dalla camera di pompaggio della prima pompa (2); il suddetto dispositivo di rilevamento e segnalazione (15) essendo parimenti collegato a detta camera terminale (22), per rilevare e segnalare un’eventuale perdita di fluido pompato verso detta camera terminale (22). 3. Pumping unit according to claim 2, wherein the other end of the drive shaft (4) extends into a bearing support (21) in a sealed end chamber (22) defined in said body (8) , through a further sealing device (23) which separates said terminal chamber (22) from the pumping chamber of the first pump (2); the aforesaid detection and signaling device (15) being also connected to said terminal chamber (22), to detect and signal any loss of fluid pumped towards said terminal chamber (22). 4. Gruppo pompante secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui il dispositivo di rilevamento e segnalazione (15) comprende un serbatoio di olio (12) collegato a detta camera intermedia (11), ed eventualmente anche a detta camera terminale (22); detto serbatoio (12) essendo provvisto di una valvola di sfiato (17) normalmente aperta; al serbatoio (12) essendo associati mezzi rilevatori di pressione (19, 20) atti a fornire una indicazione quando la pressione all’interno di detto serbatoio (12) supera una soglia prestabilita. Pumping unit according to claim 2 or 3, wherein the detection and signaling device (15) comprises an oil tank (12) connected to said intermediate chamber (11), and possibly also to said terminal chamber (22); said tank (12) being provided with a normally open vent valve (17); pressure sensing means (19, 20) being associated with the tank (12) able to provide an indication when the pressure inside said tank (12) exceeds a predetermined threshold. 5. Gruppo pompante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui la sezione di aspirazione à ̈ distinta dalla sezione di compressione; il gruppo presentando un tempo di adescamento ridotto per cui à ̈ realizzabile senza mezzi valvolari degasatori per l'eliminazione dei vapori. 5. Pumping unit according to any one of the preceding claims in which the suction section is distinct from the compression section; the unit has a reduced priming time so it can be achieved without degassing valve means for eliminating the vapors. 6. Gruppo pompante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il motore (6) à ̈ un motore elettrico in corrente alternata a 4 o 6 poli, operante a 50 Hz o 60 Hz. Pumping unit according to any one of the preceding claims, wherein the motor (6) is a 4 or 6 pole alternating current electric motor, operating at 50 Hz or 60 Hz. 7. Gruppo pompante multistadio sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.7. Multistage pumping unit substantially as described and illustrated, and for the specified purposes.
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