ITUB201655126U1

ITUB201655126U1 - Assieme di contenimento elastico per una pompa.

Info

Publication number: ITUB201655126U1
Application number: ITUB2016U055126U
Authority: IT
Inventors: Vittorio Andreis; Gabriele Sorrentino
Original assignee: Fluid O Tech Srl
Priority date: 2016-03-02
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2017-09-02
Also published as: EP3225846B1; US10724519B2; EP3225846C0; US20170254329A1; EP3225846A2; EP3225846A3

Description

“ASSIEME DI CONTENIMENTO ELASTICO PER UNA POMPA”

Il presente trovato si riferisce a un assieme di contenimento elastico per una pompa, in particolare ma non esclusivamente una pompa volumetrica a ingranaggi interni o esterni.

Come è noto, una pompa volumetrica è un particolare tipo di pompa che sfrutta la variazione di volume in una camera per provocare un’aspirazione o una spinta su un fluido incomprimibile. Tra le pompe volumetriche si annoverano le pompe rotative del tipo a ingranaggi, in cui la variazione del volume della camera di lavoro è ottenuta tramite la rotazione di elementi, tipicamente due ruote dentate che ingranano l’una con l’altra, in grado di delimitare camere rotanti a volume variabile. Le pompe a ingranaggi sono ampiamente utilizzate nel campo della lubrificazione e, in genere, in tutte quelle applicazioni in cui il liquido da trasferire è particolarmente viscoso.

Ad esempio, le pompe cosiddette a ingranaggi interni sono costruite con i due ingranaggi posti uno all’interno dell’altro ma su assi sfalsati. Un assieme di separazione provvede a separare i due ingranaggi per mezzo di un setto divisorio a forma di mezzaluna. La depressione provocata dal movimento degli ingranaggi, quando i rispettivi denti si allontanano reciprocamente, consente l’ingresso del liquido nella cavità che si viene a creare tra i denti degli ingranaggi stessi. Quando invece i denti degli ingranaggi si avvicinano reciprocamente, si crea una sovrappressione che spinge il liquido verso la zona di scarico della pompa.

Nelle pompe a ingranaggi la trasmissione della potenza, generata normalmente da un motore elettrico, può avvenire attraverso il cosiddetto “trascinamento magnetico”. Questo sistema di trasmissione prevede la presenza di due anelli o nuclei magnetici coassiali, montati uno sull’albero motore e l’altro sull’albero della girante, vale a dire uno degli ingranaggi della pompa. Applicando una coppia, i campi magnetici del nucleo montato sull’albero motore si avvicinano a quelli di uguale polarità del nucleo montato sull’albero della girante e, per effetto della repulsione magnetica, lo spingono alla rotazione.

Attualmente i componenti e i sistemi di trasmissione della potenza delle più comuni pompe a ingranaggi sono racchiusi da recipienti di contenimento a tenuta realizzati in materiale metallico, tipicamente acciaio inossidabile. Una soluzione economica per l’impacchettamento di questi componenti e la chiusura della pompa consiste nella piegatura della lamiera di uno scodellino di contenimento sul corpo della pompa, ad esempio tramite deformazione a freddo (pressatura verticale o rullatura laterale).

Se la pompa si trova a operare a temperature particolarmente rigide e se è sottoposta a periodi di inattività più o meno lunghi, è possibile che si verifichino aumenti di volume del liquido da pompare dovuti al congelamento del liquido stesso. L’impossibilità, da parte del recipiente di contenimento a tenuta della pompa, di compensare tali aumenti di volume può quindi comportare danni ai meccanismi interni della pompa stessa.

Il documento EP 2273121 A2, depositato a nome della stessa richiedente, descrive un assieme di contenimento per una pompa configurato per compensare eventuali aumenti di volume del liquido contenuto all’interno della pompa stessa. Tuttavia, oltre a questi aumenti di volume, durante il funzionamento normale della pompa possono anche generarsi tolleranze o “giochi” eccessivi tra i componenti in movimento della pompa stessa. Questi giochi sono dovuti principalmente a dilatazioni termiche dei componenti della pompa che si verificano in condizioni di lavoro opposte a quelle sopra menzionate, vale a dire in caso di temperature elevate. A prescindere dalle cause, questi giochi possono in ogni caso compromettere il buon funzionamento della pompa.

Scopo generale del presente trovato è pertanto quello di realizzare un assieme di contenimento elastico per una pompa che sia in grado di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.

Nel dettaglio, è uno scopo del presente trovato quello di realizzare un assieme di contenimento elastico per una pompa che sia in grado di recuperare almeno parzialmente i giochi interni della pompa stessa in caso di espansioni volumetriche del fluido pompato, dovute a basse temperature.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un assieme di contenimento elastico per una pompa che sia in grado di recuperare almeno parzialmente i giochi interni della pompa stessa in caso di dilatazioni termiche dei componenti della pompa stessa, dovute a temperature elevate.

Un ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un assieme di contenimento elastico per una pompa che sia in grado di mantenere dinamicamente alla giusta compressione i componenti interni della pompa stessa.

Questi scopi secondo il presente trovato vengono raggiunti realizzando un assieme di contenimento elastico per una pompa come esposto nella rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche del trovato sono evidenziate dalle rivendicazioni dipendenti, che sono parte integrante della presente descrizione.

Le caratteristiche e i vantaggi di un assieme di contenimento elastico per una pompa secondo il presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:

la figura 1 è una vista in prospettiva che illustra un primo esempio di realizzazione di un assieme di contenimento elastico per una pompa realizzato secondo il presente trovato;

la figura 2 è una vista in prospettiva dell’assieme di contenimento di figura 1, mostrato in configurazione parzialmente assemblata;

la figura 3 è una vista in sezione dell’assieme di contenimento di figura 1;

la figura 4 mostra un particolare ingrandito della vista in sezione di figura 3;

la figura 5 è una vista in prospettiva di due componenti dell’assieme di contenimento di figura 1; la figura 6 è una vista esplosa che illustra un secondo esempio di realizzazione di un assieme di contenimento elastico per una pompa realizzato secondo il presente trovato; e

la figura 7 è una vista in sezione dell’assieme di contenimento di figura 6.

Si precisa che, nelle figure allegate e nella descrizione che segue, non verranno menzionati e/o illustrati numerosi componenti della pompa, in quanto si tratta di componenti ben noti a un tecnico del settore.

Con riferimento alle figure, viene mostrato un assieme di contenimento elastico per una pompa realizzato secondo il presente trovato, indicato complessivamente con il numero di riferimento 10. L’assieme di contenimento 10 è configurato per essere montato su una generica pompa internamente provvista di almeno un gruppo di pompaggio e di almeno un sistema di trasmissione della potenza a tale gruppo di pompaggio.

Nell’esempio di realizzazione mostrato nelle figure, la pompa è di tipo volumetrico a ingranaggi e il rispettivo gruppo di pompaggio comprende, in maniera di per sé nota, un primo ingranaggio 12, libero di ruotare su un primo albero fisso 16, e un secondo ingranaggio 14, libero di ruotare su un secondo albero fisso 18. In alternativa, sempre in maniera di per sé nota, ciascun ingranaggio 12 e 14 potrebbe essere calettato sul rispettivo albero 16 e 18 o, in altre parole, essere reso solidale al rispettivo albero 16 e 18. Il primo albero 16 e il secondo albero 18 si trovano su assi differenti ma tra loro paralleli, in maniera tale che il primo ingranaggio 12 possa impegnarsi con il secondo ingranaggio 14. Pertanto, durante la rotazione del primo ingranaggio 12 rispetto al secondo ingranaggio 14, la disgiunzione dei denti dei due ingranaggi 12 e 14 provoca l’aspirazione del liquido all’interno della pompa, mentre il loro ricongiungimento provoca la mandata del liquido stesso.

Sul primo albero 16, oltre al primo ingranaggio 12, è altresì calettato il sistema di trasmissione della potenza, costituito nella fattispecie da un magnete 20 azionato da un motore tipicamente elettrico. L’assieme di contenimento 10 comprende quindi un recipiente di contenimento 22 sostanzialmente cilindrico e provvisto di un’apertura in corrispondenza di una delle sue due estremità. Il recipiente di contenimento 22 è preferibilmente realizzato in materiale metallico ed è configurato per racchiudere almeno parzialmente il gruppo di pompaggio e il rispettivo sistema di trasmissione della potenza. L’assieme di contenimento 10 comprende inoltre almeno un piattello di chiusura 24, accoppiato a tenuta con il recipiente di contenimento 22 in corrispondenza della sua estremità aperta e configurato per racchiudere ermeticamente, in cooperazione con tale recipiente di contenimento 22, il gruppo di pompaggio e il rispettivo sistema di trasmissione della potenza.

Secondo il presente trovato, su una porzione predefinita di contatto tra il recipiente di contenimento 22 e il piattello di chiusura 24 è prevista almeno una molla ondulata 26 a una singola spira, preferibilmente fabbricata in materiale metallico e configurata per mantenere dinamicamente in compressione il gruppo di pompaggio per mezzo del piattello di chiusura 24. La molla ondulata 26 permette quindi di assorbire eventuali dilatazioni termiche dei componenti del gruppo di pompaggio dovute, ad esempio, a variazioni di temperatura, garantendo in ogni istante un determinato grado di compressione.

Di preferenza, sulla suddetta porzione predefinita di contatto tra il recipiente di contenimento 22 e il piattello di chiusura 24 è altresì previsto un anello di contrasto 28. L’anello di contrasto 28 è posto in contatto diretto con la molla ondulata 26 ed è in battuta contro una specifica parete del recipiente di contenimento 22, nella fattispecie il bordo circonferenziale dell’estremità aperta di tale recipiente di contenimento 22, come verrà meglio specificato nel seguito. L’anello di contrasto 28, anch’esso fabbricato preferibilmente in materiale metallico, è quindi configurato per garantire un supporto rigido alla molla ondulata 26. Sempre di preferenza, la molla ondulata 26 è interposta tra l’anello di contrasto 28 e il piattello di chiusura 24.

La molla ondulata 26 è preferibilmente circolare, così come è circolare la sezione trasversale del recipiente di contenimento 22 e del piattello di chiusura 24, e ha una sezione trasversale di forma rettangolare. Il diametro esterno della molla ondulata 26 è sostanzialmente pari al diametro interno del recipiente di contenimento 22 e al diametro esterno del piattello di chiusura 24.

La fase finale di assemblaggio dell’assieme di contenimento 10 è mostrata in figura 2. L’assemblaggio prevede una fase preliminare di introduzione del gruppo di pompaggio e del rispettivo sistema di trasmissione della potenza nel recipiente di contenimento 22. Si provvede quindi a montare il piattello di chiusura 24 sul recipiente di contenimento 22. A questo punto si applicano in sequenza, sul piattello di chiusura 24, prima la molla ondulata 26 e poi l’anello di contrasto 28, come mostrato in figura 2.

Una volta che la molla ondulata 26 e l’anello di contrasto 28 sono stati correttamente installati, si ripiega il bordo circonferenziale dell’estremità aperta del recipiente di contenimento 22 sul piattello di chiusura 24, attorno all’anello di contrasto 28 (figure 3 e 4), sfruttando così il supporto rigido fornito da tale anello di contrasto 28 e comprimendo la molla ondulata 26.

Le figure 6 e 7 illustrano un secondo esempio di realizzazione dell’assieme di contenimento 10 secondo il presente trovato. In questo esempio di realizzazione il piattello di chiusura 24 è costituito da una flangia fissa, vale a dire fissabile a una struttura predefinita mediante mezzi di fissaggio di tipo noto. Il recipiente di contenimento 22 è invece costituito da uno scodellino flottante configurato per muoversi assialmente, grazie alla presenza della molla ondulata 26, rispetto alla flangia fissa 24. A seconda della morfologia della molla ondulata 26, questo movimento assiale può avere anche una corsa significativa rispetto alle dimensioni complessive della pompa.

Oltre alla molla ondulata 26 e a un primo anello di tenuta 30, di tipo O-ring e avente funzione di ammortizzare la battuta di fine corsa, tra lo scodellino flottante 22 e la flangia fissa 24 è interposto anche un secondo anello di tenuta 32, sempre di tipo O-ring. Questo secondo esempio di realizzazione dell’assieme di contenimento 10 è stato specificamente progettato per la compensazione volumetrica del fluido pompato in caso di temperature inferiori al punto di congelamento del fluido stesso.

Si è così visto che l’assieme di contenimento elastico per una pompa secondo il presente trovato realizza gli scopi in precedenza evidenziati. Oltre a garantire un supporto rigido durante la chiusura della pompa che permetta di ottenere un profilo raggiato, tale assieme di contenimento costituisce infatti un sistema elastico in grado di mantenere dinamicamente in compressione i componenti della pompa, tipicamente fabbricati in materiale plastico. Questo accorgimento tecnico permette di assorbire eventuali dilatazioni termiche dei componenti della pompa dovute ad aumenti di temperatura, garantendo in ogni istante un certo grado di compressione. Allo stesso modo, il sistema elastico è in grado di assorbire espansioni volumetriche del fluido pompato durante le fasi di congelamento. In assenza di un sistema elastico esterno di questo tipo, sarebbe improbabile riuscire ad assorbire significative variazioni volumetriche del fluido (ad esempio, l’aumento di volume durante la fase di congelamento) con la sola introduzione di un elemento interno alla pompa con funzione di “cuscinetto”. Infine, è importante sottolineare che, una volta rimosse le sollecitazioni esterne, il sistema elastico ripristina lo stato di pre-tensionamento originale dei componenti della pompa.

L’assieme di contenimento elastico per una pompa così concepito è suscettibile in ogni caso di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto innovativo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.

L’ambito di tutela del trovato è pertanto definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Assieme di contenimento (10) per una pompa provvista di almeno un gruppo di pompaggio (12, 14, 16, 18) e di almeno un sistema di trasmissione della potenza (20) a detto gruppo di pompaggio, l’assieme di contenimento (10) comprendendo: - un recipiente di contenimento (22) sostanzialmente cilindrico e provvisto di un’apertura in corrispondenza di una delle sue due estremità, detto recipiente di contenimento (22) essendo configurato per racchiudere almeno parzialmente il gruppo di pompaggio (12, 14, 16, 18) e il rispettivo sistema di trasmissione della potenza (20); e - almeno un piattello di chiusura (24), accoppiato a tenuta con il recipiente di contenimento (22) in corrispondenza della sua estremità aperta e configurato per racchiudere ermeticamente, in cooperazione con detto recipiente di contenimento (22), il gruppo di pompaggio (12, 14, 16, 18) e il rispettivo sistema di trasmissione della potenza (20), l’assieme di contenimento (10) essendo caratterizzato dal fatto che su una porzione predefinita di contatto tra il recipiente di contenimento (22) e il piattello di chiusura (24) è prevista almeno una molla ondulata (26), configurata per mantenere dinamicamente in compressione il gruppo di pompaggio (12, 14, 16, 18) per mezzo del piattello di chiusura (24), detta molla ondulata (26) permettendo quindi di assorbire eventuali dilatazioni termiche dei componenti del gruppo di pompaggio (12, 14, 16, 18).
2. Assieme di contenimento (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che su detta porzione predefinita di contatto tra il recipiente di contenimento (22) e il piattello di chiusura (24) è altresì previsto un anello di contrasto (28), detto anello di contrasto (28) essendo posto in contatto diretto con la molla ondulata (26) ed essendo in battuta contro una specifica parete del recipiente di contenimento (22) per garantire un supporto rigido a detta molla ondulata (26).
3. Assieme di contenimento (10) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la molla ondulata (26) è interposta tra l’anello di contrasto (28) e il piattello di chiusura (24).
4. Assieme di contenimento (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che la molla ondulata (26) è una molla a una singola spira.
5. Assieme di contenimento (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che la molla ondulata (26) ha una sezione trasversale di forma rettangolare.
6. Assieme di contenimento (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che la molla ondulata (26) ha un diametro esterno sostanzialmente pari al diametro interno del recipiente di contenimento (22) e al diametro esterno del piattello di chiusura (24).
7. Assieme di contenimento (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che la molla ondulata (26) è fabbricata in materiale metallico.
8. Assieme di contenimento (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che l’anello di contrasto (28) è fabbricato in materiale metallico.
9. Assieme di contenimento (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto che il gruppo di pompaggio comprende un primo ingranaggio (12), libero di ruotare su un primo albero fisso (16), e un secondo ingranaggio (14), libero di ruotare su un secondo albero fisso (18), detti primo albero (16) e secondo albero (18) trovandosi su assi differenti ma tra loro paralleli in maniera tale che il primo ingranaggio (12) possa impegnarsi con il secondo ingranaggio (14).
10. Assieme di contenimento (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto che il sistema di trasmissione della potenza è costituito da un magnete (20) azionato da un motore elettrico.
11. Assieme di contenimento (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che il piattello di chiusura (24) è costituito da una flangia fissa, vale a dire fissabile a una struttura predefinita, mentre il recipiente di contenimento (22) è costituito da uno scodellino flottante configurato per muoversi assialmente, grazie alla presenza della molla ondulata (26), rispetto alla flangia fissa (24).
12. Assieme di contenimento (10) secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che tra lo scodellino flottante (22) e la flangia fissa (24), oltre alla molla ondulata (26), sono interposti un primo anello di tenuta (30), di tipo O-ring e avente funzione di ammortizzare la battuta di fine corsa, e un secondo anello di tenuta (32), sempre di tipo O-ring.