ITTO950804A1 - Macchina per il pompaggio di materiali per l'edilizia - Google Patents

Abstract

Macchina (1) per il pompaggio di materiali per l'edilizia, in particolare calcestruzzo, comprendente una pluralità di cilindri (7) provvisti di rispettivi pistoni (9) azionati da una camma (14) e comunicanti alternativamente con un comparto di carico (5) del materiale e con una bocca (33) di uscita del materiale stesso attraverso un distributore (34) rotante in modo continuo; la camma (14) ed il distributore (34) sono azionati da un unico motore (16) tramite un albero (15) comune.[Figura 1].

Description

D E S C R I Z IO N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad una macchina di pompaggio per materiali di impiego edilizio, ed in particolare per materiali ad elevata granulometria quali ad esempio il calcestruzzo.

Sono note macchine di pompaggio comprendenti una coppia di cilindri provvisti di rispettivi pistoni azionati da attuatori idraulici e comunicanti alternativamente con un comparto di carico del materiale e con un condotto di mandata attraverso un organo distributore.

L'organo distributore è di tipo alternativo ed è generalmente costituito da una valvola a cono avente un'uscita collegata con un condotto di mandata della macchina ed un ingresso collegabile alternativamente ai due cilindri; la commutazione ciclica dell'organo distributore è comandata da un ulteriore attuatore idraulico .

Le macchine di pompaggio note del tipo descritto presentano alcuni inconvenienti.

Innanzitutto, l’impiego di un organo distributore alternativo comporta inevitabilmente dei tempi morti tra le fasi di mandata dei due cilindri, dovuti al tempo di commutazione dell'organo stesso dall'una all'altra posizione operativa la cui durata non può essere ridotta indefinitamente per ragioni fisiche; la frequenza di pompaggio non può pertanto essere aumentata oltre un valore limite, generalmente dell'ordine dei 15-18 cicli/l’ per ciascun cilindro, oltre il quale i tempi morti rappresenterebbero una frazione troppo grande del tempo-ciclo e pertanto il funzionamento della macchina diverrebbe critico.

L'attuatore di comando dell'organo distributore, che costituisce in sé un elemento aggiuntivo costoso ed ingombrante, può essere azionato dallo stesso circuito idraulico degli attuatori dei pistoni o essere dotato di un circuito indipendente. Nel primo caso, la velocità di commutazione dell'organo attuatore è correlata con quella dei pistoni e può pertanto divenire inaccettabilmente bassa quando il flusso di materiale richiesto è ridotto ed è conseguentemente ridotta la portata di olio gli attuatori di comando dei pistoni; nel secondo caso, fermo restando il limite sopra citato alle elevate frequenze di pompaggio, questo inconveniente viene eliminato, ma il costo dei componenti del circuito idraulico indipendente si traduce in un aumento del costo globale della macchina.

Infine, nelle macchine note è generalmente utilizzato un dispositivo agitatore atto ad impedire la sedimentazione del materiale nel comparto di carico; tale dispositivo comprende un ulteriore attuatore, indipendente da quelli precedentemente citati, con gli svantaggi in termini di costi e di ingombri ad esso inevitabilmente connessi.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di una macchina per il pompaggio di materiali per l'edilizia, particolarmente calcestruzzo, la quale sia priva degli inconvenienti connessi con le macchine note e sopra specificati.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa ad una macchina di pompaggio di materiali per l'edilizia, in P<ar>ticolare calcestruzzo, del tipo comprendente un comparto di carico del materiale, una pluralità di cilindri comunicanti con il detto comparto di carico del materiale ed aventi assi paralleli tra loro, rispettivi pistoni scorrevoli nei detti cilindri, mezzi di azionamento dei detti pistoni, una bocca di uscita del materiale atta ad essere collegata ad un condotto di trasporto, e mezzi distributori atti a collegare selettivamente ed alternativamente i detti cilindri con il detto comparto di carico e con la detta bocca di uscita; caratterizzata dal fatto che i detti mezzi attuatori comprendono mezzi rotanti a camma cooperanti con i detti pistoni, un motore di azionamento dei detti mezzi a camma, e mezzi di trasmissione interposti tra il detto motore e i detti mezzi distributori per ruotare i detti mezzi distributori in modo continuo e sincrono con i detti mezzi a camma.

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene descritta nel seguito una forma preferita di attuazione, a titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali :

la figura 1 è una sezione longitudinale di una macchina di pompaggio di calcestruzzo realizzata secondo i dettami della presente invenzione;

la figura 2 è una sezione di un particolare della macchina lungo la linea II-II di figura 1; e

la figura 3 è un diagramma illustrante la legge del moto dei pistoni della macchina di figura 1.

Con riferimento alla figura 1, è indicata con 1 nel suo complesso una macchina di pompaggio per materiali ad elevata granulometria, in particolare calcestruzzo .

La macchina 1 presenta una struttura 2, parzialmente illustrata, la quale definisce un comparto 3 per un gruppo pompante 4, ed un comparto 5 di carico del materiale da pompare; i due comparti sono separati da una parete 6 verticale intermedia, e sono delimitati assialmente da rispettive pareti di testa 11, 12.

Il gruppo pompante 4 comprende essenzialmente tre cilindri 7 aventi assi paralleli ad un asse principale A orizzontale del gruppo stesso, e disposti equispaziati a 120° intorno a tale asse. I cilindri 7 sono sopportati a sbalzo dalla parete 6 all’interno del vano 3 e comunicano con il comparto 5 di carico del materiale attraverso rispettive estremità 8 frontali disposte passanti attraverso la parete 6 ed alloggiate in rispettivi fori passanti 21 di una piastra 22 fissata sulla parete 6 dalla parte del comparto 5 e definente con una propria faccia opposta alla parete 6 una superficie 23 piana di tenuta.

All'interno di ciascun cilindro 7 è alloggiato scorrevolmente a tenuta un rispettivo pistone 9 provvisto di uno stelo 10 mobile assialmente entro un cannotto 13 di guida portato a sbalzo da una paratia 28 trasversale intermedia del comparto 3.

Secondo la presente invenzione, i pistoni 9 sono comandati da una camma 14 la quale è calettata su un albero 15 di asse A comandato da un motore 16 elettrico attraverso un riduttore 17. L'albero 15 si estende lungo tutto il comparto 3, attraversando a tenuta le pareti 11, 6 e la paratia 28, ed è sopportato radialmente in corrispondenza delle pareti 11, 6 stesse, nonché da un supporto intermedio 46.

La camma 14, posta in prossimità della parete 11, presenta una superficie di spinta 18 anulare frontale, rivolta verso i pistoni 9; gli steli 10 sono provvisti, alle proprie estremità libere, di rispettive punterie 19 a rullo le quali cooperano a rotolamento con la superficie 18 e sono mantenute permanentemente a contatto con tale superficie 18 da rispettive molle 20 elicoidali coassiali ai cannotti 13 e compresse assialmente, ciascuna, tra un disco 41 solidale al relativo stelo 10 ed uno spallamento 42 del corrispondente cannotto 13.

Il profilo della superficie 18 della a camma 14 comprende un tratto 24 ad alzata nulla, di ampiezza angolare pari a 75°, un tratto 25 ad alzata linearmente crescente (con riferimento ad un verso di rotazione prefissato) di ampiezza angolare pari a 120°, un tratto 26 ad alzata massima, di ampiezza angolare pari a 75°, ed un tratto 27 ad alzata linearmente decrescente di ampiezza angolare pari a 90°. Nella figura 3 è illustrata la legge del moto dei pistoni 9, in funzione dell'angolo di rotazione della camma 14, risultante dal profilo della camma stessa sopra descritto.

La paratia 28 suddivide il comparto 3 in un primo vano 30 alloggiante la camma 14 e le punterie 19 degli steli 10 e contenente sul fondo un volume d’olio 31 per la lubrificazione dell'accoppiamento camma/punterie, e in un secondo vano 32 adiacente alla parete 6. Quest'ultimo definisce un serbatoio 43 anulare, coassiale all'albero 15 ed alloggiante i cilindri 7; tale serbatoio 43 è riempito d'acqua in modo da lubrificare i cilindri stessi.

La macchina 1 comprende infine una bocca di uscita 33, ricavata attraverso la parete di testa 12 del comparto di carico 5 ed atta ad essere collegata ad un condotto di trasporto (non illustrato) del materiale, ed un distributore 34 atto a collegare selettivamente i cilindri 7 con il comparto 5 e con la bocca di uscita 33.

Secondo la presente invenzione, il distributore 34 è calettato sull'albero 15 ed è atto pertanto a ruotare con esso in modo continuo ed in sincronismo con la camma 14, trascinato dal motore 16. Il distributore 34 comprende un disco 35 calettato su una porzione terminale 36 dell'albero 15 sporgente all'interno del comparto 5, girevole a contatto strisciante con la superficie 23 della piastra 22, e provvisto di una luce di aspirazione 37 e di una luce di mandata 38. Le luci 37, 38 sono costituite da aperture diametralmente opposte tra loro ed allungate in direzione circonferenziale; tali aperture 37, 38 hanno larghezza (in senso radiale) pari al diametro interno dei cilindri 7 e si estendono circonferenzialmente per un'ampiezza pari a 90° e, rispettivamente, 120°. Il disco 35 presenta un fasatura angolare determinata rispetto alla camma 14; in particolare, la luce di aspirazione 37 si trova assialmente affacciata al tratto 27 ad alzata <' >decrescente, e la luce di mandata 38 si trova assialmente affacciata al tratto 25 ad alzata crescente della camma 14. Le due luci 37, 38 sono separate da rispettive porzioni piene 39 del disco 35, di ampiezza angolare pari a 75°, le quali cooperano a tenuta con le estremità frontali 8 dei cilindri 7.

Il distributore 34 comprende inoltre un raccordo 40 sostanzialmente conico, rotante solidalmente con il disco 35, il quale collega permanentemente la luce di mandata 39 del disco stesso con la bocca di uscita 33, alla quale è accoppiato in modo girevole a tenuta.

La macchina 1 comprende infine una pala 48 per l'agitazione del materiale nel comparto 5. La pala 48 è rigidamente collegata al distributore 34, dal quale si estende in direzione sostanzialmente radiale, e presenta un profilo tale da sfiorare la superficie di fondo 45 del comparto 5 stesso.

Il funzionamento della macchina 1 è il seguente. L'albero 15 ruota in modo sincrono la camma 14 ed il distributore 33.

I tre pistoni 9 vengono azionati dalla camma 14 e compiono, ciascuno, un moto alternativo all'interno del rispettivo cilindro 7. Le leggi del moto dei tre pistoni 9 sono identiche tra loro, ma sfasate nel tempo di intervalli pari ad un terzo del periodo di rotazione della camma 14 (figura 3). Ciascun pistone esegue un ciclo di pompaggio comprendente una fase di aspirazione ed una fase di mandata separate tra loro da fasi di attesa, durante le quali gli altri pistoni eseguono fasi attive.

Più in particolare, durante la fase di aspirazione, il cilindro 7 comunica con il comparto di carico 5 del materiale attraverso la luce 37 del disco 35, ed il pistone 9 arretra lungo il cilindro 7 cooperando con il tratto 27 ad alzata decrescente della camma 14. Il cilindro 7 viene quindi riempito con il materiale aspirato dal comparto 5. Al termine della fase di aspirazione, si ha una prima fase di attesa corrispondente al tratto 24 ad alzata nulla della camma 14, in cui il cilindro 7 è isolato dal comparto 5 da una porzione piena 39 del disco 35. Durante la successiva fase di mandata, il cilindro 7 viene collegato alla bocca di uscita 33 attraverso la luce di mandata 38 ed il raccordo tubolare 40; il pistone avanza lungo il cilindro 7 ed il materiale contenuto nel cilindro 7 viene pertanto pompato lungo il condotto di mandata (non illustrato) verso il luogo di utilizzo. Al termine della fase di mandata, si ha la seconda fase di attesa, in cui il cilindro 7 viene isolato dal comparto 5 dall'altra porzione piena del disco 35.

Poiché le ampiezze angolari del tratto 25 ad alzata crescente della camma 14 e della luce di mandata 38 del distributore 34 sono pari a 120°, alla fine della corsa di mandata di un pistone inizia la corsa di mandata del pistone successivo (figura 3); in uscita si ha pertanto un flusso sostanzialmente continuo di materiale .

Ad ogni giro del distributore 34, la pala 48 lambisce il fondo del comparto 5 ed impedisce la sedimentazione del materiale.

Da un esame delle caratteristiche della macchina 1 realizzata secondo i dettami della presente invenzione, sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere.

Innanzitutto, poiché il distributore 34 ruota in modo continuo e sincronizzato con la camma 14, le fasi di mandata dei pistoni 9 si susseguono senza interruzioni di continuità; pertanto, si eliminano i tempi morti dovuti alla commutazione dei distributori alternativi noti, e tutti gli inconvenienti ad essi correlati. In particolare, la frequenza di pompaggio può essere aumentata considerevolmente, fino ad esempio a 60 cicli/l' per ciascun cilindro; ciò consente di ridurre drasticamente le dimensioni dei cilindri, a parità di prestazioni, e quindi l'ingombro ed il costo della macchina. Quando il flusso di materiale richiesto è basso, la frequenza di pompaggio può essere ridotta senza alcun inconveniente.

Inoltre, un unico attuatore (il motore 16) comanda i pistoni 9, il distributore 34 e la pala 40; risulta pertanto ridotto il costo globale della macchina per l'eliminazione di più attuatori distinti preposti alle rispettive funzioni, e per la semplificazione impiantistica che da ciò deriva.

Risulta infine chiaro che alla macchina 1 descritta possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito di tutela della presente invenzione .

Ad esempio, può essere variato il numero dei cilindri; variano conseguentemente, in modo ovvio per il tecnico del ramo, il profilo della camma 14 e l'ampiezza delle luci 37, 38 del distributore 33. L'impiego di tre cilindri, come descritto, genera in uscita un flusso di materiale sufficientemente continuo; tuttavia, nel caso in cui non si presentino particolari esigenze di continuità del flusso, il numero dei cilindri può essere ridotto a due, ottenendosi così un'evidente, ulteriore riduzione dei costi .

Le molle 13 possono essere eliminate utilizzando un accoppiamento a doppio effetto tra le punterie 19 e la camma 14. Inoltre, al posto del disco 35 il distributore 34 può essere provvisto di due porzioni di tenuta estendentisi circonferenzialmente dal raccordo 40 in posizione corrispondente alle porzioni 39 descritte; in questo modo, la luce 37 è definita dal vuoto compreso tra tali porzioni.

Claims (1)

1. R IV E N D ICA Z IO N I 1.- Macchina (1) di pompaggio di materiali per l'edilizia, in particolare calcestruzzo, del tipo comprendente un comparto di carico (5) del materiale, una pluralità di cilindri (7) comunicanti con il detto comparto di carico (5) del materiale ed aventi assi paralleli tra loro, rispettivi pistoni (9) scorrevoli nei detti cilindri (7), mezzi di azionamento (14, 16, 17) dei detti pistoni (9), una bocca di uscita (33) del materiale atta ad essere collegata ad un condotto di trasporto, e mezzi distributori (34) atti a collegare selettivamente ed alternativamente i detti cilindri (7) con il detto comparto di carico (5) e con la detta bocca di uscita (33); caratterizzata dal fatto che i detti mezzi attuatori comprendono mezzi rotanti a camma (14) cooperanti con i detti pistoni (9), un motore (16) di azionamento dei detti mezzi a camma (14), e mezzi di trasmissione (15) interposti tra il detto motore (16) e i detti mezzi distributori (34) per ruotare i detti mezzi distributori (34) in modo continuo e sincrono con i detti mezzi a camma (14). 2.- Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi distributori comprendono un distributore (34) alloggiato nel detto comparto di carico (5) in posizione affacciata ai detti cilindri (7) e rotante intorno ad un asse (A) parallelo all'asse dei detti cilindri (7) stessi, il detto distributore (34) definendo una luce (37) di aspirazione ed una luce (38) di mandata separate circonferenzialmente tra loro da una coppia di porzioni (39) di tenuta, e comprendendo un elemento di raccordo (40) collegante la detta luce (38) di mandata con la detta bocca di uscita (33). 3.- Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi a camma ed il detto distributore sono coassiali, i detti mezzi di trasmissione comprendendo un albero comune di trascinamento dei detti mezzi a camma ed del detto distributore . 4.- Macchina secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzata dal fatto che i detti pistoni (9) sono provvisti di rispettivi mezzi a punteria (19), detti mezzi a camma (14) comprendono una superficie frontale (18) cooperante i detti mezzi a punteria (19). 5.- Macchina secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che la detta superficie frontale (18) dei detti mezzi a camma (14) comprende un tratto (24) ad alzata nulla, un tratto (25) ad alzata crescente, un tratto (26) ad alzata massima ed un tratto (27) ad alzata decrescente, i detti tratti ad alzata nulla e massima (24, 26) essendo affacciati alle dette porzioni di tenuta (39) del detto distributore (34), il detto tratto (25) ad alzata crescente essendo affacciato alla detta luce (38) di mandata, il detto tratto (27) ad alzata decrescente essendo affacciato alla detta luce (37) di aspirazione. 6.- Macchina secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di agitazione (48) del materiale da pompare alloggiati nel detto comparto di carico (5) e rigidamente collegati al detto distributore (34). 7.- Macchina secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un serbatoio (43) per un liguido lubrificante, i detti cilindri (7) estendentisi all'interno del detto serbatoio (43). 8.- Macchina secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che il detto serbatoio (43) è anulare e coassiale al detto albero (15). 9.- Macchina di pompaggio di materiali per l'edilizia, sostanzialmente come descritta ed illustrata nei disegni allegati.