ITVI20100071A1 - Dispositivo di compressione del gruppo statorico di una pompa - Google Patents

Description

DISPOSITIVO DI COMPRESSIONE DEL GRUPPO STATORICO DI UNA POMPA.

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un dispositivo di compressione del gruppo statorico di una pompa, particolarmente adatto a venire impiegato in una pompa centrifuga multistadio da pozzo.

Come si osserva schematicamente in fig. 1, una pompa centrifuga multistadio A di tipo noto comprende un involucro tubolare B nel quale viene disposto un gruppo statorico C, costituito tipicamente da una pluralità di stadi impilati uno sull'altro.

Per evitare trafilamenti del fluido pompato tra uno stadio e l’altro, à ̈ necessario comprimere il gruppo statorico in modo che gli stadi risultino accoppiati a tenuta di fluido.

Secondo una tecnica nota, la suddetta compressione viene ottenuta mediante un elemento tubolare D che viene disposto con un’estremità E a ridosso del gruppo statorico C e che à ̈ munito di una flangia forata F.

L’involucro tubolare B à ̈ inoltre provvisto di aperture laterali passanti G per accogliere corrispondenti elementi sagomati H, i quali sono muniti di fori filettati che, quando gli elementi sagomati vengono inseriti nelle aperture, si dispongono allineati ai fori della flangia dell’elemento tubolare.

Gli elementi sagomati rimangono in appoggio al bordo delle aperture, così da rimanere vincolati assialmente all’involucro tubolare.

Gli elementi sagomati e la flangia dell’elemento tubolare vengono collegati tramite corrispondenti viti L, il cui avvitamento ha l’effetto di spingere l’elemento tubolare contro il gruppo statorico, il quale pertanto viene compresso.

Questa tecnica nota presenta l'inconveniente che la forza di compressione del gruppo statorico viene sopportata dai bordi delle aperture laterali, le quali presentano una superficie ridotta.

Pertanto, sebbene la suddetta tecnica sia adeguata quando la forza di compressione si mantiene al di sotto di un certo limite, oltre tale limite le aperture laterali cederebbero, causando la perdita di compressione del gruppo statorico ed i conseguenti trafilamenti sopra citati, che comporterebbero una perdita di prestazioni della pompa.

A causa della suddetta perdita di compressione, gli stadi potrebbero anche venire trascinati in rotazione dal fluido pompato, causando danni alla pompa tali da richiederne la sostituzione.

Poiché la forza di compressione richiesta aumenta in modo sostanzialmente proporzionale alla prevalenza della pompa, si comprende che la suddetta tecnica nota à ̈ adatta a pompe la cui prevalenza massima sia inferiore ad un certo limite.

Per superare i suddetti inconvenienti, un’ulteriore tecnica nota, non rappresentata, prevede di sopportare la forza di compressione mediante un anello elastico, che viene accolto in una sede anulare creata all'interno dell’involucro tubolare.

L’anello elastico presenta un diametro esterno a riposo superiore al diametro minimo della sede, così da poter venire infilato nell’involucro tubolare per poi espandersi in corrispondenza della sede stessa.

La compressione del gruppo statorico viene ottenuta impiegando un gruppo di spinta che viene interposto tra l'anello elastico ed il gruppo statorico e che à ̈ espandibile in direzione assiale per generare la compressione del gruppo statorico.

La forza di compressione si scarica sull’anello di arresto e sulla sede anulare, che presentano una superficie molto superiore rispetto al bordo delle aperture laterali della tecnica descritta in precedenza. Pertanto, questa tecnica consente di distribuire la sollecitazione di compressione sull’involucro tubolare in modo più uniforme rispetto alla precedente, evitando così la deformazione dell’involucro tubolare stesso.

Questa seconda tecnica nota presenta tuttavia alcuni inconvenienti. Infatti, per evitare l'ossidazione dell’anello elastico nel tempo, esso deve venire realizzato in acciaio inossidabile che, tuttavia, presenta un’elasticità ridotta.

Di conseguenza, per ottenere un anello elastico che possa venire inserito nell’involucro tubolare e che sia successivamente in grado di espandersi nella rispettiva sede, à ̈ necessario limitare la deformazione dell’anello elastico richiesta per infilarlo nella sede o, in alternativa, limitare lo spessore dell’anello elastico.

Tuttavia, un anello elastico di ridotto spessore à ̈ in grado di sopportare una forza di compressione limitata e, per quanto detto sopra, à ̈ adatto a pompe la cui prevalenza massima sia inferiore ad un certo limite.

Infatti, una forza di compressione più elevata causerebbe una deformazione assiale dell’anello elastico, il quale potrebbe sfilarsi dalla sede.

Pertanto, in questi casi à ̈ necessario aumentare lo spessore dell’anello elastico.

Tuttavia, come precedentemente accennato, questo richiede di impiegare un anello elastico con un diametro esterno a riposo poco superiore al diametro interno della sede per evitare che, durante l'inserimento, un’eccessiva compressione radiale dell’anello lo deformi plasticamente, rendendolo inutilizzabile.

In questo caso, sorge però l’inconveniente che la superficie utile di appoggio della sede, compresa tra il diametro esterno a riposo dell’anello elastico ed il diametro interno della sede, à ̈ ridotta, con il risultato di limitare comunque la forza di compressione applicabile.

La presente invenzione si prefigge di superare gli inconvenienti sopra menzionati appartenenti all’arte nota.

In particolare, à ̈ scopo dell’invenzione realizzare un dispositivo di compressione del gruppo statorico di una pompa che sia più efficace ed affidabile rispetto a quelli di tipo noto sopra descritti.

Questo scopo viene raggiunto da un dispositivo di compressione in accordo alla rivendicazione 1.

Lo stesso scopo viene anche raggiunto da una pompa secondo la rivendicazione 15.

Ulteriori caratteristiche di dettaglio dell’invenzione vengono riportate nelle relative rivendicazioni dipendenti.

Vantaggiosamente, l'invenzione consente di utilizzare un anello elastico di spessore inferiore rispetto a quello necessario nelle pompe di tipo noto, a parità di forza di compressione ottenibile.

Vantaggiosamente, un anello elastico di ridotto spessore presenta un’elasticità elevata e può, pertanto, venire accoppiato ad una sede che presenta un’elevata superficie di appoggio.

Ancora vantaggiosamente, l’invenzione non richiede di praticare aperture nell’involucro tubolare della pompa.

Lo scopo ed i vantaggi detti, assieme ad altri specificati in seguito, verranno meglio evidenziati durante la descrizione di una preferita forma esecutiva dell’invenzione, che viene data a titolo indicativo ma non limitativo con riferimento alle tavole di disegno allegate, dove: - la fig. 1 rappresenta una pompa secondo l’arte nota, vista in sezione longitudinale;

- la fig. 2 rappresenta una sezione della pompa dell’invenzione;

- la fig. 3 rappresenta un dettaglio di fig. 2;

- la fig. 4 rappresenta una vista assonometrica esplosa di alcuni componenti della pompa di fig. 2.

La pompa dell’invenzione viene parzialmente rappresentata in fig. 2, dove viene indicata complessivamente con il riferimento 1.

La pompa 1 Ã ̈ provvista di un dispositivo di compressione 2 comprendente un involucro tubolare 3, che definisce un asse longitudinale X e che funge da camicia esterna per la pompa 1.

All’interno e coassialmente all’involucro tubolare 3 à ̈ disposto il gruppo statorico 17, costituito da una pluralità di stadi 17a impilati uno sull’altro, ed un gruppo rotorico 18, collegato ad un albero 19 operativamente associato a mezzi di motorizzazione, non rappresentati ma di per sé noti, per la rotazione del gruppo rotorico 18 attorno all’asse longitudinale X.

Il dispositivo di compressione 2 comprende inoltre un anello di arresto 5 associabile alla superficie interna 15 dell’involucro tubolare 3 mediante mezzi di vincolo 4, che vincolano l'anello di arresto 5 secondo la direzione dell’asse longitudinale X in modo che l’anello 5 risulti affacciato al gruppo statorico 17.

È inoltre previsto un gruppo di spinta 7 che viene disposto tra l’anello di arresto 5 ed il gruppo statorico 17.

Il gruppo di spinta 7 à ̈ provvisto di una superficie di riscontro 12a che viene posizionata a ridosso dell’anello di arresto 5 ed à ̈ inoltre espandibile in una direzione di espansione Y perpendicolare alla suddetta superficie di riscontro 12a e che, in fase operativa, à ̈ preferibilmente parallela all’asse longitudinale X.

L’espansione del gruppo di spinta 7 permette di spingere un’estremità del gruppo statorico 17 il quale, essendo vincolato all’involucro tubolare 3 all’estremità opposta, viene così compresso.

Il dispositivo di compressione 2 comprende inoltre un elemento di contrasto 8 che viene posizionato a ridosso dell’anello di arresto 5, dalla parte opposta rispetto al gruppo di spinta 7.

L’elemento di contrasto 8 viene associato al gruppo di spinta 7 mediante mezzi di collegamento 9, i quali sono atti ad avvicinare l’elemento di contrasto 8 al gruppo di spinta 7 preferibilmente secondo una direzione parallela all’asse longitudinale X, in modo da disporli a ridosso di corrispondenti lati contrapposti dell’anello di arresto 5.

L’avvicinamento tra l’elemento di contrasto 8 ed il gruppo di spinta 7 causa il serraggio dell’anello di arresto 5 tra di essi, con l’effetto di irrigidire l’anello di arresto 5 e di ostacolarne la deformazione assiale. Di conseguenza, a parità di forza di compressione sul gruppo statorico 17, l’anello di arresto 5 si deforma di meno rispetto a quanto accade con i dispositivi di compressione utilizzati nelle pompe di tipo noto, raggiungendo così lo scopo dell’invenzione.

Inoltre, la forza di compressione corrispondente ad una prefissata deformazione dell’anello di arresto 5 à ̈ superiore rispetto a quella relativa all’arte nota, a parità di spessore dell’anello di arresto 5.

Pertanto, vantaggiosamente, l’anello di arresto 5 può venire impiegato in pompe provviste di un numero di stadi più elevato rispetto a quello che lo stesso anello consentirebbe di utilizzare nella tecnica nota.

Preferibilmente ma non necessariamente, i mezzi di collegamento 9 comprendono mezzi a vite 10, 10a.

In particolare e come si osserva più in dettaglio in fig. 3, i suddetti mezzi a vite comprendono una prima vite 10 disposta all’interno dell’anello di arresto 5 e passante attraverso l’elemento di contrasto 8, associabile ad una madrevite 10a presente nel gruppo di spinta 7. In varianti esecutive dell’invenzione non rappresentate, la prima vite potrebbe essere ricavata integralmente nell’elemento di contrasto 8. Preferibilmente, l’elemento di contrasto 8 à ̈ una rondella sagomata 11 , provvista di un foro passante per alloggiare la suddetta prima vite 10.

Evidentemente, il dispositivo di compressione 2 può comprendere un numero qualsivoglia di rondelle sagomate 11 , preferibilmente almeno tre disposte lungo una circonferenza ad intervalli regolari, oppure quattro intervallate di 90 gradi, come rappresentato in fig. 4.

Secondo una variante esecutiva non rappresentata, l’elemento di contrasto 8 à ̈ un elemento anulare che, preferibilmente ma non necessariamente, viene collegato al gruppo di spinta 7 mediante almeno tre viti disposte lungo una circonferenza ad intervalli regolari. Per quanto concerne il gruppo di spinta 7, esso comprende preferibilmente un corpo di supporto 12 che definisce la suddetta superficie di riscontro 12a, la quale à ̈ posizionabile a ridosso dell’anello di arresto 5.

Evidentemente e come si osserva in fig. 2, il suddetto corpo di supporto 12 presenta un diametro massimo superiore al diametro interno dell’anello di arresto 5, così da impedire lo sfilamento del corpo di supporto 12 dall’involucro tubolare 3.

Il gruppo di spinta 7 comprende altresì un elemento filettato 13 avvitabile al suddetto corpo di supporto 12 in modo da sporgere dal corpo di supporto 12 dalla parte opposta rispetto alla superficie di riscontro 12a.

Preferibilmente, l’elemento filettato 13 à ̈ una vite, disposta passante attraverso un corrispondente foro filettato del corpo di supporto 12. 11 numero di elementi filettati 13 può essere qualsivoglia, sebbene sia preferibile impiegarne tre o più, disposti secondo una circonferenza ad intervalli regolari, come illustrato in fig. 4.

Preferibilmente ma non necessariamente, il gruppo di spinta 7 comprende un corpo di spinta 14 posizionabile a ridosso degli elementi filettati 13 quando essi vengono avvitati al corpo di supporto 12 ed atto a disporsi a contatto con il gruppo statorico 17 sul lato opposto.

Evidentemente, l’avvitamento degli elementi filettati 13 causa l’allontanamento del corpo di spinta 14 dal corpo di supporto 12, con l’effetto di espandere il gruppo di spinta 7 che pertanto spinge il gruppo statorico 17 così da comprimerlo.

Vantaggiosamente, gli elementi filettati 13 consentono di regolare in modo semplice l’espansione del gruppo di spinta 7.

Inoltre, il corpo di spinta 14 consente di distribuire la forza di compressione esercitata dagli elementi filettati 13 sull’intera circonferenza del gruppo statorico 17.

E’ peraltro evidente che il corpo di spinta 14 può anche venire omesso, disponendo invece gli elementi filettati 13 direttamente a contatto con il gruppo statorico 17 per comprimerlo.

Gli elementi filettati 13 presentano un asse di azione preferibilmente inclinato rispetto alla direzione di espansione Y, come si apprezza in fig. 2.

Vantaggiosamente, questo consente di dirigere la forza di espansione verso il diametro esterno del gruppo statorico 17, dove questo presenta la massima rigidezza.

E’ tuttavia evidente che, in varianti esecutive dell’invenzione, l’asse di azione degli elementi filettati 13 potrebbe essere parallelo alla direzione di espansione Y.

Tornando alla fig. 3, si osserva che i mezzi di vincolo 4 comprendono una superficie di battuta 6 appartenente alla superficie interna 15 dell’involucro tubolare 3, sostanzialmente ortogonale all’asse longitudinale X e preferibilmente di forma anulare.

La suddetta superficie di battuta 6 può venire ottenuta, ad esempio, mediante una piegatura della lamiera costituente l’involucro tubolare 3 verso l’interno.

La suddetta piegatura presenta il vantaggio di consentire l’ottenimento di una superficie di battuta 6 di area superiore rispetto a quanto sia ottenibile, ad esempio, praticando una cava nello spessore dell’involucro tubolare 3.

Evidentemente, la superficie di battuta 6 può avere una forma diversa da quella anulare, ad esempio a settore circolare, purché idonea a supportare l’anello di arresto 5.

Come si osserva in fig. 4, l’anello di arresto 5 à ̈ preferibilmente un anello elastico di tipo aperto, con un diametro esterno a riposo superiore al diametro del bordo interno della suddetta superficie di battuta 6 e comprimibile elasticamente in modo da ridurre il suo diametro esterno al di sotto del suddetto diametro interno,

Preferibilmente, l’anello elastico 5 à ̈ sostanzialmente laminare per, vantaggiosamente, ottenere un’elevata escursione elastica e poter così sfruttare una superficie di battuta 6 di area elevata.

Inoltre, l’anello di arresto 5 à ̈ preferibilmente in acciaio inossidabile per, vantaggiosamente, resistere all’azione ossidante del liquido pompato e non rilasciare residui nel liquido stesso, in particolare quando questo à ̈ acqua da destinare al consumo umano.

Per assicurare la perfetta espansione dell’anello elastico 5 anche in caso di eventuali sue deformazioni plastiche indesiderate, causate ad esempio da un montaggio errato, à ̈ preferibile impiegare un elemento di contrasto 8 provvisto di una superficie sagomata 16 configurata per forzare l’espansione radiale dell’anello elastico 5 durante il collegamento al gruppo di spinta 7, come si osserva in fig. 3.

Questo può ottenersi impiegando una rondella sagomata 11 con sezione crescente nel verso opposto a quello di collegamento al gruppo di spinta 7, ad esempio di forma troncoconica, tale da disporsi a contatto del diametro interno dell’anello elastico 5 durante il collegamento dell’elemento di contrasto 8.

Preferibilmente, la rondella sagomata 11 presenta, ad un’estremità della parte troncoconica, un colletto 11a atto a disporsi a ridosso dell’anello elastico 5, sul lato opposto rispetto al gruppo di spinta 7.

Evidentemente, la sezione sopra descritta per la rondella sagomata 11 può venire impiegata anche su un elemento di contrasto 8 in forma di anello.

Operativamente, la pompa 1 viene montata inserendo, nell’ordine, il gruppo statorico 17, il gruppo di spinta 7 e l’anello di arresto 5 all’interno dell'involucro tubolare 3.

Successivamente, gli elementi di contrasto 8 vengono collegati al gruppo di spinta 7 serrando le viti 10, ottenendo l’irrigidimento dell’anello di arresto 5.

Infine, avvitando gli elementi filettati 13 si ottiene la compressione del gruppo statorico 17.

Per quanto finora detto, si comprende che il dispositivo di compressione sopra descritto raggiunge lo scopo dell’invenzione.

Infatti, l’impiego degli elementi di riscontro consente di irrigidire l’anello di arresto che, quindi, può sopportare una forza di compressione sul gruppo statorico maggiore rispetto all’arte nota. In fase esecutiva, al dispositivo oggetto dell’invenzione potranno essere apportate ulteriori modifiche o varianti che, quantunque non descritte e non rappresentate nei disegni, qualora dovessero rientrare nell’ambito delle rivendicazioni che seguono, si dovranno tutte ritenere protette dal presente brevetto.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo di compressione (2) per il gruppo statorico (17) di una pompa (1), comprendente: - un involucro tubolare (3) che definisce un asse longitudinale (X), atto ad accogliere detto gruppo statorico (17) in una posizione di montaggio predefinita; - un anello di arresto (5); - mezzi di vincolo (4) atti a vincolare detto anello di arresto (5) all'interno di detto involucro tubolare (3) secondo la direzione di detto asse longitudinale (X); - un gruppo di spinta (7) provvisto di una superficie di riscontro (12a) posizionabile a ridosso di detto anello di arresto (5), detto gruppo di spinta (7) essendo espandibile in una direzione di espansione (Y) perpendicolare a detta superficie di riscontro (12a), in modo tale da poter spingere un’estremità di detto gruppo statorico (17) quando disposto in detta posizione di montaggio; caratterizzato dal fatto di comprendere: - un elemento di contrasto (8) posizionabile a ridosso di detto anello di arresto (5) dalla parte opposta rispetto a detto gruppo di spinta (7); - mezzi di collegamento (9) tra detto elemento di contrasto (8) e detto gruppo di spinta (7), atti ad avvicinare detto elemento di contrasto (8) a detto gruppo di spinta (7) per disporli a ridosso di lati contrapposti di detto anello di arresto (5).
2. 2) Dispositivo di compressione (2) secondo la rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che detti mezzi di collegamento (9) comprendono mezzi a vite (10, 10a).
3. 3) Dispositivo di compressione (2) secondo la rivendicazione 2) caratterizzato dal fatto che detti mezzi a vite comprendono una prima vite (10) associata a detto elemento di contrasto (8), avvitabile ad una madrevite (10a) appartenente a detto gruppo di spinta (7).
4. 4) Dispositivo di compressione (2) secondo la rivendicazione 3) caratterizzato dal fatto che detta prima vite à ̈ integrale con detto elemento di contrasto (8).
5. 5) Dispositivo di compressione (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto elemento di contrasto (8) Ã ̈ una rondella sagomata (11 ).
6. 6) Dispositivo di compressione (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1) a 4) caratterizzato dal fatto che detto elemento di contrasto (8) Ã ̈ un corpo anulare.
7. 7) Dispositivo di compressione (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto gruppo di spinta (7) comprende un corpo di supporto (12), al quale appartiene detta superficie di riscontro (12a), ed elementi filettati (13) avvitabili a detto corpo di supporto (12) in modo da sporgere da detto corpo di supporto (12) dalla parte opposta rispetto a detta superficie di riscontro (12a).
8. 8) Dispositivo di compressione (2) secondo la rivendicazione 7) caratterizzato dal fatto che detti elementi filettati (13) presentano un asse di avvitamento inclinato rispetto a detta direzione di espansione (Y).
9. 9) Dispositivo di compressione (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7) o 8) caratterizzato dal fatto che detto gruppo di spinta (7) comprende un corpo di spinta (14) posizionabile a ridosso di detti elementi filettati (13) quando detti elementi filettati (13) vengono avvitati a detto corpo di supporto (12).
10. 10) Dispositivo di compressione (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti mezzi di vincolo (4) comprendono una superficie di battuta (6) appartenente alla superficie interna (15) di detto involucro tubolare (3), sostanzialmente ortogonale a detto asse longitudinale (X).
11. 11 ) Dispositivo di compressione (2) secondo la rivendicazione 10) caratterizzato dal fatto che detto anello di arresto (5) à ̈ un anello elastico che presenta un diametro esterno a riposo superiore al diametro del bordo interno di detta superficie di battuta (6) ed à ̈ comprimibile elasticamente in modo da presentare un diametro esterno inferiore a detto diametro interno di detta superficie di battuta (6).
12. 12) Dispositivo di compressione (2) secondo la rivendicazione 11 ) caratterizzato dal fatto che detto anello elastico à ̈ laminare.
13. 13) Dispositivo di compressione (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 11) o 12) caratterizzato dal fatto che detto elemento di contrasto (8) presenta una superficie sagomata (16) atta a forzare l’espansione di detto anello elastico (5) quando detto elemento di contrasto (8) viene collegato a detto gruppo di spinta (7).
14. 14) Dispositivo di compressione (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto anello di arresto (5) Ã ̈ in acciaio inossidabile.
15. 15) Dispositivo di compressione (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto gruppo statorico (17) comprende una pluralità di stadi (17a) impilati uno sull’altro.
16. 16) Pompa (1) comprendente un dispositivo di compressione (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti ed un gruppo statorico (17) atto a venire inserito nell’involucro tubolare (3) di detto dispositivo di compressione (2) a ridosso di detto gruppo di spinta (7). Per incarico.