ITTO20120997A1

ITTO20120997A1 - Paletta per rotore di pompa a palette, pompa comprendente la paletta e metodo di pompaggio utilizzante la pompa

Info

Publication number: ITTO20120997A1
Application number: IT000997A
Authority: IT
Inventors: Massimo Galli
Original assignee: Vhit Spa
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2014-05-17
Also published as: EP2746582A1; EP2746582B1

Description

PALETTA PER ROTORE DI POMPA A PALETTE, POMPA COMPRENDENTE LA PALETTA E METODO DI POMPAGGIO UTILIZZANTE LA POMPA

SETTORE DELLA TECNICA

Questa invenzione si riferisce alle pompe volumetriche rotative, e piÃ¹ specificamente riguarda una paletta per una pompa con rotore a palette.

L'invenzione riguarda anche una pompa che utilizza la paletta e un metodo di pompaggio con tale pompa.

Preferibilmente, ma non esclusivamente, l'invenzione trova applicazione nelle cosiddette pompe monopala, cioÃ ̈ pompe in cui il rotore comprende una paletta singola di lunghezza costante, e la descrizione che segue si riferirÃ soprattutto a questa applicazione preferita.

SFONDO DELL'INVENZIONE

Le pompe monopala sono usate frequentemente come pompe per vuoto, per esempio nel settore automobilistico. Esse comprendono un corpo che delimita una camera a sezione non circolare in cui ruota a contatto tangenziale, su un asse eccentrico, il rotore. Il rotore presenta una fenditura diametrale in cui Ã ̈ montata la paletta, che puÃ² spostarsi radialmente nella fenditura in modo che, durante la rotazione del rotore, le sue estremitÃ scorrano sostanzialmente a contatto con la parete interna della camera. La camera Ã ̈ divisa dal rotore e dalla paletta in un ambiente di aspirazione e in un ambiente di compressione tra i quali Ã ̈ spostato un fluido pompato. Un esempio Ã ̈ descritto in EP 2299 055.

Un problema che si riscontra in queste pompe Ã ̈ costituito dalla possibile perdita di contatto tra le estremitÃ della paletta e la parete interna della camera, in particolare negli istanti in cui si ha inversione del moto radiale della paletta (ciÃ² che, come noto, avviene due volte ad ogni giro del rotore) con repentino cambio di velocitÃ . In questi istanti, puÃ² quindi stabilirsi una comunicazione tra gli ambienti di aspirazione e di compressione che va a detrimento dell'efficienza della pompa. Inoltre, tale perdita temporanea di contatto fa anche sÃ¬ che avvenga un "rimbalzo" della paletta contro la parete: ciÃ² provoca rumorositÃ di funzionamento e usura precoce delle parti che sono progettate per essere sottoposte ad attrito radente tra loro e che invece risultano sottoposte anche ad un attrito pulsante. I problemi possono accentuarsi con l'usura delle estremitÃ della paletta.

Questi problemi sono anche presenti in pompe con una pluralitÃ di palette di lunghezza costante distribuite angolarmente sul rotore (usate spesso nel settore automobilistico come pompe per l'olio di lubrificazione del motore) e in pompe con una paletta a lunghezza variabile, p. es. una paletta con puntali o elementi di contatto separati dal corpo della paletta, capaci di un limitato spostamento radiale rispetto al corpo, oppure una paletta comprendente due semipalette scorrevoli radialmente l'una rispetto all'altra nella sede comune.

Non sono note soluzioni per i problemi su esposti.

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Lo scopo dell'invenzione Ã ̈ di fornire una pala o paletta per un rotore di pompa a palette che risolva i problemi della tecnica nota.

Secondo l'invenzione, ciÃ² Ã ̈ ottenuto per il fatto che nel corpo della paletta Ã ̈ montato almeno un ammortizzatore o smorzatore inerziale comprendente almeno un elemento ammortizzante di tipo inerziale (nel seguito chiamato semplicemente "elemento ammortizzante"), mobile radialmente in una rispettiva sede, ed almeno un elemento elastico di contrasto del movimento dell'elemento ammortizzante.

In una prima forma di realizzazione Ã ̈ previsto uno smorzatore singolo che Ã ̈ montato in una zona assialmente centrale della paletta.

In una seconda forma di realizzazione Ã ̈ prevista una coppia di smorzatori montati in rispettive sedi realizzate su bordi assialmente opposti della paletta.

Nel caso di utilizzo in una pompa monopala, lo smorzatore od ogni smorzatore Ã ̈ costituito da un elemento ammortizzante tenuto in posizione centrale da una coppia di elementi elastici di contrasto che si impegnano da un lato con l'elemento ammortizzante e dall'altro con pareti terminali opposte della rispettiva sede, oppure Ã ̈ costituito da una coppia di elementi ammortizzanti tenuti contro tali pareti da un elemento elastico di contrasto disposto tra gli elementi ammortizzanti.

In una variante, ogni smorzatore comprende un elemento ammortizzante unico ed un elemento elastico unico, costituito da una molla a balestra che si impegna con le estremitÃ dell'elemento ammortizzante e con le pareti terminali della sede.

Nel caso di utilizzo in pompe multi-pala, ciascuna pala o paletta comprende, ad esempio, almeno uno smorzatore.

L'invenzione riguarda anche una pompa a palette in cui la paletta od ogni paletta Ã ̈ realizzata secondo l'invenzione.

In un ulteriore aspetto, l'invenzione fornisce anche un metodo di pompaggio con una pompa a palette, che prevede l'operazione di ammortizzare inerzialmente la paletta od ogni paletta in corrispondenza di punti di inversione della direzione di scorrimento radiale in modo da garantire il contatto, in detti punti, tra la paletta e la superficie interna della camera di pompaggio, e l'ammortizzamento inerziale Ã ̈ ottenuto disponendo all'interno della paletta o di ogni paletta almeno un elemento ammortizzante mobile radialmente in una rispettiva sede e associato a mezzi elastici di contrasto atti a mantenerlo, a riposo, in posizione nella sua sede.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla seguente descrizione di forme preferite di realizzazione date a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento alle figure allegate, che illustrano l'invenzione applicata ad una pompa monopala e in cui:

- la fig. 1 rappresenta una pompa monopala convenzionale;

- la fig. 2 rappresenta una paletta alternativa utilizzabile nella pompa di fig.1;

- la fig. 3 Ã ̈ una vista assonometrica in sezione di una paletta secondo l'invenzione, in una prima forma di realizzazione;

- la fig.4 Ã ̈ una vista assonometrica esplosa della paletta di fig. 3;

- le figure 5 e 6 sono viste analoghe alle figure 3 e 4, relative ad una variante;

- la figura 7 Ã ̈ una vista assonometrica di una paletta secondo l'invenzione, in una seconda forma di realizzazione;

- le figure 8 e 9 sono rispettivamente una vista assonometrica in sezione e una vista assonometrica parzialmente esplosa della paletta di fig. 7;

- le figure 10 - 12 sono viste analoghe alle figure 7 - 9, relative ad una prima variante; - le fig.13 e 14 sono viste analoghe alle figure 8 e 9, relativa ad una seconda variante; e - la fig. 15 mostra una pompa monopala con un esempio di paletta secondo l'invenzione. DESCRIZIONE DI FORME PREFERITE DI REALIZZAZIONE

L'invenzione sarÃ descritta in dettaglio con riferimento alla sua applicazione in una pompa monopala, come definita sopra. Per facilitarne la comprensione, si illustrerÃ dapprima brevemente la struttura di una pompa monopala convenzionale. A questo scopo si sono accluse, come figure 1 e 2, le figure 1 e 3 del documento EP 2 299 055, mantenendo per chiarezza gli stessi numeri di riferimento. Come detto, la presente invenzione Ã ̈ perÃ² utilizzabile in qualsiasi pompa con rotore a palette.

Come si vede, la pompa 10 comprende un involucro 40 con aperture d'ingresso e uscita del fluido 47 e rispettivamente 48. L'involucro 40 definisce una camera di pompaggio 44 a sezione non circolare, con una parete interna 42. Nella camera 44 trova sede un rotore 30 che, in modo noto, ruota in sostanziale tangenza con la parete 42, mantenendo una piccola luce costante. Il rotore presenta una fenditura radiale 26 in cui Ã ̈ montata una paletta 20 scorrevole radialmente nella fenditura stessa. La paletta 20 comprende un corpo 22 e due puntali 24, infilati nel corpo 22 con possibilitÃ di un limitato movimento radiale. I puntali scorrono sulla parete 42 durante la rotazione del rotore 30, cosicchÃ© la paletta e il rotore dividono la camera 44 in una camera di aspirazione 45 e una camera di compressione 46. Il corpo 20 puÃ² presentare cavitÃ di alleggerimento che, secondo il loro orientamento, gli conferiscono una struttura a reticolo assiale (cavitÃ 25 in fig. 1) o radiale (cavitÃ 27 in fig. 2).

Si descriverÃ ora la paletta oggetto dell'invenzione con riferimento alle figure 3 - 14, supponendo che essa comprenda un corpo e due puntali separati come in EP 2 299 055. Nelle figure relative alle diverse forme di realizzazione dell'invenzione, elementi corrispondenti a quelli illustrati nelle figure 1 e 2 sono indicati con gli stessi riferimenti, preceduti perÃ² dalla cifra 1, 2 ecc. Anche elementi introdotti dall'invenzione e aventi funzioni identiche o simili nelle varie forme di realizzazione sono indicati con riferimenti che differiscono di 100 fra loro.

Nelle figure 3 e 4 si Ã ̈ illustrato un primo esempio di realizzazione dell'invenzione applicato ad una paletta 120 con reticolo radiale, per esempio realizzato mediante due coppie di cavitÃ 127, in cui si inseriscono a scatto denti 124A dei puntali 124 che sono quindi fissi rispetto al corpo 122, cosicchÃ© la paletta 120 ha lunghezza costante.

Tra le due coppie di cavitÃ 127, sostanzialmente in posizione centrale, Ã ̈ formato un foro passante 101, preferibilmente cilindrico, che costituisce una sede per un ammortizzatore o smorzatore inerziale 100. Per smorzatore inerziale, si intende un componente che tende ad opporsi, per inerzia, ai movimenti della paletta, in particolare all'inversione della direzione del suo spostamento radiale.

In questo esempio di realizzazione, lo smorzatore 100 comprende un elemento ammortizzante 102, anch'esso cilindrico, atto a muoversi lungo il foro 101, e una coppia di elementi elastici 103a, 103b di contrasto del movimento dell'elemento ammortizzante 102, per esempio una coppia di molle a spirale, posti ai due lati dell'elemento ammortizzante 102. Un'estremitÃ di ciascuna molla si impegna con una parte terminale dell'elemento ammortizzante 102 mentre l'estremitÃ opposta poggia contro la faccia interna dei puntali 124. Le due molle 103a, 103b hanno sostanzialmente la stessa lunghezza in modo da mantenere l'elemento ammortizzante 102, a riposo, sostanzialmente in posizione centrale.

Vantaggiosamente, l'elemento ammortizzante 102 avrÃ una massa minore della paletta 120, legata comunque alla massa di questa.

Il materiale dell'elemento ammortizzante potrÃ dipendere dal materiale in cui Ã ̈ realizzato il corpo della paletta, ma ciÃ² non Ã ̈ essenziale.

E' chiaro che la presenza dello smorzatore inerziale 100 conferisce alla paletta 120 una maggiore stabilitÃ , risolvendo i problemi detti sopra, in quanto fa sÃ¬ che non vi sia perdita di contatto tra i puntali 124 e la parete interna della camera. Si evitano cosÃ¬ i possibili rimbalzi e gli inconvenienti legati ad essi. Va anche fatto notare che l'azione dello smorzatore 100 Ã ̈ favorita dal fluido (aria, olio ecc.) che Ã ̈ presente nell'ambiente in cui la paletta 120 si muove e che penetra nella sede 101.

Nella variante rappresentata nelle figure 5 e 6, lo smorzatore 200 della paletta 220 comprende, invece di un elemento ammortizzante centrale contrastato da due elementi elastici, una coppia di elementi ammortizzanti 202a, 202b disposti alle estremitÃ della sede 201, cosicchÃ© si appoggiano ad un'estremitÃ contro i puntali 224, mentre all'estremitÃ opposta sono contrastati dall'elemento elastico unico 203, ancora rappresentato come una molla spirale, disposto tra i due elementi ammortizzanti 202a, 202b. In questo caso, sarÃ la massa complessiva dei due elementi ammortizzanti 202a, 202b, ad essere minore della massa della paletta 220.

E' evidente che lo smorzatore 200 Ã ̈ perfettamente equivalente allo smorzatore 100. Le fig. 7 - 9 mostrano un secondo esempio di realizzazione dell'invenzione applicato ad una paletta 320 con reticolo assiale comprendente due serie di cavitÃ cieche 325. In questo esempio, i puntali 324 sono costampati al corpo 322 o sovrastampati sul corpo 322 e sono sempre fissi rispetto a questo. Lungo i bordi assiali opposti del corpo 322 sono ricavate sedi radiali per una coppia di smorzatori inerziali 300', 300". Solo una sede 301 Ã ̈ chiaramente visibile nelle figure. Sul fondo delle sedi stesse si aprono le cavitÃ 325. Ognuno degli smorzatori 300', 300" Ã ̈ realizzato in modo analogo allo smorzatore 100 delle figure 3 e 4 e comprende quindi un elemento ammortizzante 302', 302" (che in questo esempio Ã ̈ preferibilmente a forma di parallelepipedo), atto a muoversi lungo la sede 301, e una coppia di elementi elastici di contrasto 303a', 303b' e rispettivamente 303a", 303b", per esempio molle a spirale, posti ai due lati del rispettivo elemento ammortizzante 302', 302" e atti a mantenerlo, a riposo, sostanzialmente in posizione centrale nella sede 301. L'estremitÃ delle molle di contrasto 303a', 303b', 303a", 303b" opposta agli elementi ammortizzanti 302', 302" Ã ̈ tenuta in posizione da sottosquadra o centraggi 304', 304", formati per esempio sulla superficie interna dei puntali 324 o nelle pareti terminali delle sedi 301, se queste hanno lunghezza inferiore al corpo 320.

Nelle figure, si vede ancora che le sedi 301 dei due smorzatori 300', 300" comunicano alle estremitÃ attraverso fori assiali 312.

Nella variante delle figure 10 - 12, in modo analogo alla variante delle figure 5 - 6, ciascuno smorzatore 400', 400". comprende una coppia di elementi ammortizzanti 402a', 402b' e 402a", 402b" a forma di parallelepipedo, disposti alle estremitÃ delle rispettive sedi 401 e contrastati da una molla centrale 403', 403". Gli elementi ammortizzanti sono tenuti in posizione da sottosquadra o centraggi 404', 404".

Le figure 13 e 14 mostrano un'ulteriore variante di paletta con reticolo assiale. In questa variante, gli smorzatori 500', 500" della paletta 520 comprendono ognuno un unico elemento ammortizzante 502', 502", per esempio cilindrico, avente lunghezza sostanzialmente uguale alla lunghezza della rispettiva sede 501, e un elemento elastico di contrasto 503', 503", costituito da una molla a balestra che si impegna per esempio in intagli 505 delle estremitÃ del rispettivo elemento ammortizzante ed Ã ̈ tenuta in posizione da un sottosquadra o centraggio 504', 504", analogo a quelli delle figure 7 - 12.

Anche in tutte le varianti di questo secondo esempio di realizzazione sarÃ ovviamente la massa complessiva degli elementi ammortizzanti ad essere minore della massa della paletta.

Per completezza, nella fig. 15 si Ã ̈ illustrata, in una vista analoga alla fig. 1, una pompa 110 del tipo illustrato in fig.1 con la paletta secondo l'invenzione, in particolare e a puro titolo di esempio la paletta 120 delle figure 3 - 5. Gli elementi della pompa 110 diversi dalla paletta 120 e dai suoi componenti sono ancora indicati con gli stessi riferimenti della fig. 1. Entrambe le molle di contrasto dell'elemento ammortizzante sono indicate semplicemente con 103.

E' evidente che quanto descritto Ã ̈ dato unicamente a titolo di esempio non limitativo e che varianti e modifiche sono possibili senza uscire dal campo di protezione dell''invenzione, come definito nelle rivendicazioni che seguono.

In particolare, al posto dell'elemento ammortizzante o degli elementi ammortizzanti cilindrici si possono usare elementi ammortizzanti a forma di parallelepipedo e viceversa. Gli elementi ammortizzanti potrebbero anche avere forma prismatica con sezione qualsiasi.

Inoltre, le cavitÃ di alleggerimento potranno essere passanti invece che cieche come rappresentato nei disegni.

Ancora, nelle forme di realizzazione delle figure 7 - 12, nel caso di cavitÃ di alleggerimento cieche, si potrebbe ipotizzare di utilizzare un singolo smorzatore disposto in un foro passante centrale, come nella realizzazione delle figure 3 - 6.

Infine, anche se si Ã ̈ illustrata e descritta in dettaglio una paletta per pompa monopala, come si Ã ̈ detto l'invenzione puÃ² anche essere applicata a pompe con piÃ¹ palette.

Ad esempio in tale tipo di applicazione le palette potranno comprendere uno smorzatore inerziale unico in posizione assialmente centrale o una coppia di smorzatori su bordi assiali opposti.

In accordo ad una possibile forma di applicazione a pompe con piÃ¹ palette, lo smorzatore od ogni smorzatore potrÃ comprendere, per esempio, un unico elemento ammortizzante ed un unico elemento elastico di contrasto, il primo disposto ad esempio all'estremitÃ radialmente interna della sede e il secondo disposto ad esempio all'estremitÃ radialmente esterna della sede.

Claims

Rivendicazioni 1. Paletta per un rotore di pompa volumetrica rotativa a palette, tale paletta (120; 220; 320; 420; 520) avendo un corpo di paletta (122; 222; 322; 422; 522), caratterizzata dal fatto che in detto corpo Ã ̈ montato almeno uno smorzatore inerziale (100; 200; 300', 300", 400', 400", 500', 500"), comprendente almeno un elemento ammortizzante di tipo inerziale (102; 202a, 202b; 302', 302"; 402a', 402b', 402a", 402b"; 502', 502") mobile radialmente in una rispettiva sede (101; 201; 301; 401; 501) ed almeno un elemento elastico (103a, 103b; 203; 303a', 303b', 303a", 303b"; 403', 403"; 503', 503") di contrasto del movimento radiale di detto almeno un elemento ammortizzante (102; 202a, 202b; 302', 302"; 402a', 402b', 402a", 402b"; 502', 502").
2. Paletta secondo la riv. 1, caratterizzata dal fatto di comprendere uno smorzatore singolo (100; 200) che Ã ̈ montato in una sede radiale (101; 201) formata in una zona assialmente centrale della paletta (120; 220).
3. Paletta secondo la riv. 1, caratterizzata dal fatto di comprendere una coppia di smorzatori (300', 300"; 400', 400"; 500', 500") montati in rispettive sedi radiali (301; 401; 501) formate su bordi assialmente opposti della paletta (320; 420; 520).
4. Paletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che lo smorzatore (100) od ogni smorzatore (300', 300") comprende un elemento ammortizzante unico (102; 302', 302") e una coppia di elementi elastici di contrasto (103a, 103b; 303a', 303b', 303a", 303b"), sostanzialmente identici, atti ad impegnarsi da un lato con un'estremitÃ dell'elemento ammortizzante (102; 302', 302") e dall'altro con una parete terminale della sede (101; 301) per mantenere l'elemento ammortizzante (102; 302', 302"), a riposo, in una posizione sostanzialmente centrale in detta sede (101; 301).
5. Paletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzata dal fatto che lo smorzatore (200) od ogni smorzatore (400', 400") comprende una coppia di elementi ammortizzanti (202a, 202b; 402a', 402b', 402a", 402b") montati ad estremitÃ opposte di detta sede (201; 401), e un elemento elastico di contrasto unico (203; 403', 403") disposto tra gli elementi ammortizzanti (202a, 202b; 402a', 402b', 402a", 402b") di detta coppia ed atto a spingere tali elementi (202a, 202b; 402a', 402b', 402a", 402b"), a riposo, contro pareti terminali delle rispettive sedi.
6. Paletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzata dal fatto che lo smorzatore od ogni smorzatore comprende un elemento ammortizzante unico disposto ad un'estremitÃ radialmente interna di detta sede e un elemento elastico di contrasto unico montato tra detto elemento ammortizzante e un'estremitÃ radialmente esterna della sede.
7. Paletta secondo la riv.3, caratterizzata dal fatto che ogni smorzatore (500', 500") comprende un elemento ammortizzante unico (502', 502") e un elemento elastico di contrasto (503', 503") unico, costituito da una molla a balestra le cui estremitÃ si impegnano con le estremitÃ di detto elemento ammortizzante (502', 502") e con le pareti terminali della sede (501).
8. Paletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto elemento ammortizzante (102) ha una massa, o detti elementi ammortizzanti (202a, 202b; 302', 302"; 402a', 402b', 402a", 402b"; 502', 502") hanno una massa complessiva, minore della massa della paletta.
9. Pompa volumetrica rotativa con un rotore comprendente almeno una paletta, caratterizzata dal fatto che l'almeno una paletta (120; 220; 320; 420; 520) Ã ̈ una paletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
10. Metodo di pompaggio con una pompa volumetrica rotativa con un rotore che presenta almeno una paletta (120; 220; 320; 420; 520) atta a scorrere radialmente rispetto al rotore (30), durante la rotazione di questo, in modo che almeno una sua estremitÃ (124; 224; 324; 424; 524) si trovi a contatto con una superficie interna (42) di una camera di pompaggio (44), il rotore e l'almeno una paletta dividendo tale camera in almeno un ambiente di aspirazione e almeno un ambiente di compressione, caratterizzato dal fatto di comprendere l'operazione di ammortizzare inerzialmente l'almeno una paletta (120; 220; 320; 420; 520) in corrispondenza di punti di inversione della direzione di scorrimento radiale in modo da garantire il contatto, in detti punti, tra detta paletta (120; 220; 320; 420; 520) e detta superficie (42), detto ammortizzamento inerziale essendo ottenuto disponendo all'interno dell'almeno una paletta (120; 220; 320; 420; 520) almeno un elemento ammortizzante di tipo inerziale (102; 202a, 202b; 302', 302"; 402a', 402b', 402a", 402b"; 502', 502") mobile radialmente in una rispettiva sede (101; 201; 301; 401; 501) e associato a mezzi elastici di contrasto (103a, 103b; 203; 303a', 303b', 303a", 303b"; 403', 403"; 503', 503") atti a mantenerlo, a riposo, in posizione in una sua sede.
11. Metodo secondo la riv. 10, in cui l'ammortizzamento inerziale Ã ̈ ottenuto con almeno un elemento ammortizzante avente una massa, o una massa complessiva, minore della massa della paletta.