ITVI20120048A1

ITVI20120048A1 - SEALING GROUP FOR A FLUID

Info

Publication number: ITVI20120048A1
Application number: IT000048A
Authority: IT
Inventors: Giuliano Matteazzi; Fiorenzo Zamberlan
Original assignee: Calpeda A Spa
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-08-30

Description

GRUPPO DI TENUTA PER UN FLUIDO. SEALING GROUP FOR A FLUID.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione concerne un gruppo di tenuta per un fluido, particolarmente adatto a venire impiegato in una pompa, o altra macchina analoga. The present invention relates to a sealing assembly for a fluid, particularly suitable for use in a pump or other similar machine.

Com'è noto, una pompa comprende una o più giranti disposte in una camera in pressione, azionate da un albero disposto attraverso un'apertura passante della camera in pressione. As is known, a pump comprises one or more impellers arranged in a pressure chamber, driven by a shaft arranged through a through opening of the pressure chamber.

Per evitare che il fluido contenuto nella camera in pressione fuoriesca attraverso la suddetta apertura, viene impiegata una tenuta meccanica. To prevent the fluid contained in the pressure chamber from escaping through the aforementioned opening, a mechanical seal is used.

Una tenuta meccanica comprende, tipicamente, un anello di tenuta rotante, associato all'albero in una predefinita posizione assiale tramite mezzi di collegamento atti a trasmettere il moto dell'albero all'anello rotante. A mechanical seal typically comprises a rotating seal ring, associated with the shaft in a predefined axial position by means of connection means suitable for transmitting the motion of the shaft to the rotating ring.

La tenuta meccanica comprende anche un anello di tenuta fisso affacciato all'anello rotante, associato all'apertura passante della camera in pressione in modo da non ruotare. The mechanical seal also comprises a fixed sealing ring facing the rotating ring, associated with the through opening of the pressure chamber so as not to rotate.

E' inoltre presente una molla che agisce sui due anelli in modo da spingerli in contatto tra loro con una forza predefinita, necessaria a contrastare l'azione della pressione del fluido contenuto nella camera in pressione, che tende invece a separarli. There is also a spring which acts on the two rings in such a way as to push them into contact with each other with a predefined force, necessary to counteract the action of the pressure of the fluid contained in the pressure chamber, which tends to separate them instead.

II valore della suddetta forza determina l'efficacia della tenuta meccanica, poiché un valore insufficiente comporta il rischio di perdite di fluido, mentre un valore eccessivo porta ad una maggiore usura degli anelli. The value of the aforesaid force determines the effectiveness of the mechanical seal, since an insufficient value entails the risk of fluid leaks, while an excessive value leads to greater wear of the rings.

La forza di spinta della molla dipende dal suo precarico, a sua volta dipendente dalle posizioni di montaggio dei due anelli. The thrust force of the spring depends on its preload, which in turn depends on the mounting positions of the two rings.

Per quanto riguarda l'anello fisso, la sua posizione rispetto all'apertura passante è determinato da quest'ultima, che costituisce un riferimento fisso. As regards the fixed ring, its position with respect to the through opening is determined by the latter, which constitutes a fixed reference.

Per quanto riguarda l'anello rotante, esso viene montato facendolo scorrere sull'albero e fissandolo in posizione corretta tramite i suddetti mezzi di collegamento. As regards the rotating ring, it is mounted by sliding it on the shaft and fixing it in the correct position by means of the aforementioned connection means.

Secondo una forma esecutiva nota, i mezzi di collegamento comprendono dispositivi di fissaggio a vite per il serraggio sull'albero. Sebbene i dispositivi a vite consentano di fissare l'anello rotante all'albero sia in direzione assiale che in direzione radiale, essi richiedono un utensile per essere avvitati, con conseguente necessità di disporre del relativo spazio di manovra. According to a known embodiment, the connection means comprise screw fixing devices for tightening onto the shaft. Although the screw devices allow to fix the rotating ring to the shaft both in the axial direction and in the radial direction, they require a tool to be screwed, with consequent need to have the relative space for maneuver.

Pertanto, la suddetta tenuta meccanica non è utilizzabile quando tali spazi di manovra non siano disponibili. Therefore, the aforementioned mechanical seal cannot be used when such spaces for maneuver are not available.

Questo si verifica, ad esempio, quando la tenuta venga montata all'interno di una camera di olio lubrificante o in spazi di piccole dimensioni che non siano accessibili dall'esterno tramite il suddetto utensile. This occurs, for example, when the seal is mounted inside a lubricating oil chamber or in small spaces that are not accessible from the outside by the aforementioned tool.

In questi casi, viene impiegata una diversa forma esecutiva di tipo noto, che prevede il bloccaggio assiale dell'anello rotante tramite una flangia di ritegno che viene accoppiata all'albero e che funge da riscontro assiale per l'anello rotante. In these cases, a different embodiment of a known type is used, which provides for the axial locking of the rotating ring by means of a retaining flange which is coupled to the shaft and which acts as an axial abutment for the rotating ring.

In questo caso, il trascinamento in rotazione dell'anello rotante viene ottenuto tramite la molla della tenuta, la quale è stabilmente associata all'anello rotante ed è di forma conica, in modo da stringersi attorno all'albero quando questo viene posto in rotazione in un determinato verso. In this case, the rotation of the rotating ring is obtained by means of the seal spring, which is stably associated with the rotating ring and is conical in shape, so as to tighten around the shaft when it is rotated in a certain verse.

La forma esecutiva appena descritta presenta l'inconveniente di non poter venire utilizzata nel verso di rotazione opposto a quello per il quale è predisposta la molla. The embodiment just described has the drawback that it cannot be used in the opposite direction of rotation to that for which the spring is designed.

Un ulteriore inconveniente di questa forma esecutiva è l'ingombro assiale relativamente elevato della molla conica, che incide sull'ingombro della macchina in cui viene montata la tenuta stessa. Una variante esecutiva prevede che il trascinamento in rotazione dell'anello rotante venga ottenuto, anziché tramite una molla conica, mediante un corpo elastomerico associato all'anello rotante e montato sull'albero con interferenza in modo da generare un certo attrito. A further drawback of this embodiment is the relatively large axial size of the conical spring, which affects the size of the machine in which the seal itself is mounted. A variant embodiment provides that the rotation of the rotating ring is obtained, instead of by means of a conical spring, by means of an elastomeric body associated with the rotating ring and mounted on the shaft with interference so as to generate a certain friction.

Per assicurare una forza di attrito sufficiente a rendere il corpo elastomerico e l'albero solidali in rotazione, è necessario che la superficie di contatto tra i due elementi sia sufficientemente elevata, con l'inconveniente di aumentare le dimensioni del corpo elastomerico e, quindi, l'ingombro della tenuta meccanica. To ensure a sufficient friction force to make the elastomeric body and the shaft integral in rotation, the contact surface between the two elements must be sufficiently high, with the drawback of increasing the size of the elastomeric body and, therefore, the dimensions of the mechanical seal.

Un ulteriore inconveniente delle varianti appena descritte basate sull'uso di una molla conica o di un corpo elastomerico risiede nella necessità di utilizzare la flangia di ritegno per il posizionamento assiale, la quale complica il montaggio e, inoltre, costituisce un elemento aggiuntivo. A further drawback of the variants just described based on the use of a conical spring or an elastomeric body resides in the need to use the retaining flange for axial positioning, which complicates assembly and, moreover, constitutes an additional element.

La presente invenzione si prefigge di superare tutti gli inconvenienti sopra menzionati riferibili all'arte nota. The present invention aims to overcome all the aforementioned drawbacks referable to the known art.

In particolare, è scopo della presente invenzione realizzare una tenuta meccanica che possa venire associata all'albero senza necessità di impiegare utensili. In particular, it is an object of the present invention to provide a mechanical seal that can be associated with the shaft without the need to use tools.

È altresì scopo dell'invenzione che la suddetta tenuta meccanica presenti una struttura più semplice rispetto a quella delle tenute meccaniche di tipo noto con funzionalità equivalenti. It is also an object of the invention that the aforesaid mechanical seal has a simpler structure than that of known mechanical seals with equivalent functionality.

È ulteriore scopo dell'invenzione assicurare un posizionamento assiale preciso della tenuta meccanica rispetto all'albero e rispetto all'apertura. It is a further object of the invention to ensure a precise axial positioning of the mechanical seal with respect to the shaft and with respect to the opening.

È inoltre scopo dell'invenzione realizzare una tenuta meccanica adatta ad operare in entrambi i versi di rotazione dell'albero. It is also an object of the invention to provide a mechanical seal suitable for operating in both directions of rotation of the shaft.

È non ultimo scopo dell'invenzione che la tenuta meccanica presenti un ingombro più limitato rispetto alle tenute meccaniche di tipo noto con funzionalità equivalenti. It is not the least object of the invention that the mechanical seal has a more limited overall dimensions than the known mechanical seals with equivalent functionality.

I suddetti scopi sono raggiunti da un gruppo di tenuta per un fluido realizzato in accordo con la rivendicazione principale. The aforesaid objects are achieved by a sealing assembly for a fluid made in accordance with the main claim.

Ulteriori caratteristiche di dettaglio dell'invenzione vengono specificate nelle relative rivendicazioni dipendenti. Further detailed characteristics of the invention are specified in the related dependent claims.

Vantaggiosamente, la possibilità di montare la tenuta meccanica senza l'impiego di utensili consente di disporla in spazi limitati nei quali non è possibile manovrare gli utensili stessi. Advantageously, the possibility of mounting the mechanical seal without the use of tools allows it to be arranged in limited spaces in which it is not possible to operate the tools themselves.

II caso appena menzionato si verifica, ad esempio, con pompe che operano con fluidi aggressivi nei confronti della tenuta, in cui si ricorre a tenute cosiddette “esterne”, vale a dire disposte all'esterno della camera in pressione. The case just mentioned occurs, for example, with pumps that operate with fluids that are aggressive towards the seal, in which so-called “external” seals are used, that is, placed outside the pressure chamber.

In questi casi, la tenuta meccanica viene disposta in una camera secondaria adiacente la camera in pressione e destinata a contenere un olio lubrificante, nella quale non è possibile manovrare gli utensili. Ancora vantaggiosamente, la semplicità strutturale del gruppo di tenuta dell'invenzione consente il suo montaggio in modo più rapido e preciso rispetto a quanto consentito con le tenute meccaniche di tipo noto. In these cases, the mechanical seal is arranged in a secondary chamber adjacent to the pressure chamber and intended to contain a lubricating oil, in which it is not possible to operate the tools. Still advantageously, the structural simplicity of the sealing assembly of the invention allows its assembly in a more rapid and precise way than that allowed with known mechanical seals.

Inoltre, vantaggiosamente, la possibilità di utilizzare la tenuta meccanica in entrambi i versi di rotazione dell'albero evita di dover realizzare due versioni distinte della stessa tenuta, una per ciascun verso di rotazione. Furthermore, advantageously, the possibility of using the mechanical seal in both directions of rotation of the shaft avoids having to make two distinct versions of the same seal, one for each direction of rotation.

I suddetti scopi e vantaggi, assieme ad altri che verranno menzionati in seguito, verranno evidenziati durante la descrizione di alcune forme esecutive del gruppo di tenuta dell'invenzione che viene data, a titolo indicativo ma non limitativo, con riferimento alle seguenti tavole di disegno allegate, dove: The aforementioned purposes and advantages, together with others that will be mentioned below, will be highlighted during the description of some embodiments of the sealing assembly of the invention which is given, as an indication but not of limitation, with reference to the following attached drawing tables , where is it:

- la fig. 1 rappresenta il gruppo di tenuta dell'invenzione, in vista laterale sezionata; - fig. 1 represents the sealing assembly of the invention, in sectional side view;

- la fig. 2 rappresenta il gruppo di tenuta della fig. 1 in vista sezionata secondo il piano di traccia ll-ll; - fig. 2 represents the sealing assembly of fig. 1 in sectional view according to the plane of line ll-ll;

- le figg. 3-5 rappresentano rispettivamente diverse varianti esecutive del gruppo di tenuta di fig. 1, in vista laterale sezionata. Il gruppo di tenuta per un fluido dell'invenzione indicato in fig. 1 complessivamente con 1 è particolarmente adatto ad impedire il passaggio di un fluido tra un'apertura passante 5a praticata in una parete di contenimento 5 per il suddetto fluido ed un albero 6 girevolmente inserito in tale apertura passante 5a. - figs. 3-5 respectively represent different executive variants of the sealing assembly of fig. 1, in sectional side view. The sealing assembly for a fluid of the invention indicated in fig. 1 as a whole with 1 is particularly suitable for preventing the passage of a fluid between a through opening 5a made in a containment wall 5 for the aforementioned fluid and a shaft 6 rotatably inserted in said through opening 5a.

Ad esempio, la parete di contenimento 5 può essere quella che delimita la camera in pressione di una pompa, o di una macchina analoga. For example, the containment wall 5 can be the one that delimits the pressure chamber of a pump, or of a similar machine.

II gruppo di tenuta 1 comprende un anello di tenuta fisso 7, associato all'apertura passante 5a della parete di contenimento 5 tramite mezzi di collegamento 8 configurati per limitare e, preferibilmente, impedire, la rotazione reciproca tra l'anello fisso 7 e l'apertura passante 5a attorno all'asse di sviluppo longitudinale X dell'albero 6. The sealing assembly 1 comprises a fixed sealing ring 7, associated with the through opening 5a of the containment wall 5 by means of connection means 8 configured to limit and, preferably, prevent the reciprocal rotation between the fixed ring 7 and the through opening 5a around the longitudinal development axis X of the shaft 6.

II gruppo di tenuta 1 comprende altresì un anello di tenuta rotante 9, affacciato all'anello fisso 7 ed associato all'albero 6 tramite un corpo di supporto 12 configurato per limitare e, preferibilmente, impedire, la rotazione reciproca tra l'anello rotante 9 e l'albero 6 attorno al suddetto asse longitudinale X. The sealing assembly 1 also comprises a rotating sealing ring 9, facing the fixed ring 7 and associated with the shaft 6 by means of a support body 12 configured to limit and, preferably, prevent the reciprocal rotation between the rotating ring 9 and the shaft 6 about the aforementioned longitudinal axis X.

I suddetti anelli di tenuta 7, 9 vengono spinti uno contro l'altro mediante mezzi elastici 11 che mantengono gli anelli 7 e 9 a contatto tra loro, così da impedire il passaggio del fluido tra di essi. The aforementioned sealing rings 7, 9 are pushed against each other by elastic means 11 which keep the rings 7 and 9 in contact with each other, so as to prevent the passage of fluid between them.

I mezzi elastici 11 comprendono preferibilmente una molla, ad esempio una rondella anulare che definisce un piano di appoggio, elasticamente comprimibile in direzione perpendicolare al piano di appoggio, che vantaggiosamente presenta un ingombro limitato. The elastic means 11 preferably comprise a spring, for example an annular washer which defines a support plane, elastically compressible in a direction perpendicular to the support plane, which advantageously has a limited overall dimensions.

La suddetta rondella anulare può essere, ad esempio, una molla a tazza oppure una rondella ondulata di tipo di per sé noto. The aforesaid annular washer can be, for example, a cup spring or a corrugated washer of a per se known type.

Preferibilmente, il gruppo di tenuta 1 prevede anche guarnizioni 14, 15 e 16, atte ad impedire trafilamenti di fluido e/o il passaggio di corpi estranei, ad esempio sabbia, tra l'anello fisso 7 e l'apertura passante 5 e tra l'anello rotante 9, il corpo di supporto 12 e l'albero 6. Preferably, the sealing assembly 1 also provides gaskets 14, 15 and 16, suitable for preventing fluid leaks and / or the passage of foreign bodies, for example sand, between the fixed ring 7 and the through opening 5 and between the rotating ring 9, the support body 12 and the shaft 6.

Secondo l'invenzione, l'albero 6 comprende una sede 13, alla quale è associabile una porzione sagomata 12a del corpo di supporto 12 tramite lo scorrimento di quest'ultimo secondo una direzione di accoppiamento Y parallela all'asse longitudinale X. According to the invention, the shaft 6 comprises a seat 13, to which a shaped portion 12a of the support body 12 can be associated by sliding the latter according to a coupling direction Y parallel to the longitudinal axis X.

La porzione sagomata 12a e la sede 13 sono configurate in modo tale da limitare la rotazione reciproca tra il corpo di supporto 12 e l'albero 6. The shaped portion 12a and the seat 13 are configured in such a way as to limit the reciprocal rotation between the support body 12 and the shaft 6.

In questo modo, l'anello rotante 9 può venire associato all'albero 6 facendo scorrere il corpo di supporto 12, assieme all'anello rotante 9, secondo la direzione del suddetto asse longitudinale X fino a disporre la porzione sagomata 12a nella sede 13. In this way, the rotating ring 9 can be associated with the shaft 6 by sliding the support body 12, together with the rotating ring 9, in the direction of the aforementioned longitudinal axis X until the shaped portion 12a is arranged in the seat 13.

Evidentemente, la sede 13 è configurata in modo tale da limitare il suddetto scorrimento del corpo di supporto 12 nella direzione di accoppiamento Y. Evidently, the seat 13 is configured in such a way as to limit the aforementioned sliding of the support body 12 in the coupling direction Y.

Pertanto, l'accoppiamento tra il corpo di supporto 12 e la sede 13 consente sia di limitare la rotazione relativa tra l'anello rotante 9 e l'albero 6, sia di definire la reciproca posizione assiale tra questi due elementi. Therefore, the coupling between the support body 12 and the seat 13 allows both to limit the relative rotation between the rotating ring 9 and the shaft 6, and to define the mutual axial position between these two elements.

Preferibilmente, è presente una pluralità delle suddette sedi 13, disposte in rispettive posizioni angolari, preferibilmente ma non necessariamente regolari, attorno all'asse longitudinale X dell'albero 6, alle quali corrispondono rispettive porzioni sagomate 12a sul corpo di supporto 12. Preferably, there is a plurality of the aforementioned seats 13, arranged in respective angular positions, preferably but not necessarily regular, around the longitudinal axis X of the shaft 6, to which correspond respective shaped portions 12a on the support body 12.

A titolo esemplificativo e come si vede in fig. 2, il gruppo di tenuta 1 comprende quattro sedi 13 e quattro porzioni sagomate 12a, identiche tra loro e disposte a 90° una rispetto all'altra attorno all'asse longitudinale X. By way of example and as can be seen in fig. 2, the sealing assembly 1 comprises four seats 13 and four shaped portions 12a, identical to each other and arranged at 90 ° with respect to each other around the longitudinal axis X.

E' peraltro evidente che, in varianti esecutive dell'invenzione non rappresentate, le sedi 13 e le porzioni sagomate 12a possono essere in numero, posizione e forma diverse rispetto a quanto sopra descritto, in base alle preferenze del costruttore. However, it is evident that, in embodiments of the invention not shown, the seats 13 and the shaped portions 12a can be of different number, position and shape with respect to what has been described above, according to the manufacturer's preferences.

Nel seguito, per semplicità, si farà riferimento ad una sola delle suddette sedi 13 e delle porzioni sagomate 12a, pur essendo evidente che quanto viene detto è estendibile anche alle altre sedi 13 e porzioni sagomate 12a. In the following, for simplicity, reference will be made to only one of the aforementioned seats 13 and of the shaped portions 12a, although it is evident that what has been said can also be extended to the other seats 13 and shaped portions 12a.

Per quanto concerne i mezzi elastici 11 , essi sono configurati in modo tale da spingere la porzione sagomata 12a nella sede 13 secondo la direzione di accoppiamento Y fino a disporla nella posizione assiale definita dalla sede 13 stessa, dove quest'ultima opera a contrasto con i mezzi elastici 11 per bloccare l'ulteriore scorrimento del corpo di supporto 12. As regards the elastic means 11, they are configured in such a way as to push the shaped portion 12a into the seat 13 according to the coupling direction Y until it is placed in the axial position defined by the seat 13 itself, where the latter operates in contrast with the elastic means 11 to block further sliding of the support body 12.

In questo modo, i mezzi elastici 11 vengono impiegati sia per mantenere i due anelli di tenuta 7, 9 in contatto uno con l'altro, sia per mantenere il corpo di supporto 12 accoppiato all'albero 6. In this way, the elastic means 11 are used both to keep the two sealing rings 7, 9 in contact with each other, and to keep the support body 12 coupled to the shaft 6.

Pertanto, il vincolo assiale e rotazionale dell'anello rotante 9 viene ottenuto come diretta conseguenza del suo inserimento sull'albero 6, senza richiedere nessun ulteriore elemento come quelli in uso nelle tenute meccaniche di tipo noto, tra cui dispositivi di fissaggio a vite, molle coniche, corpi elastomerici o flange di ritegno, raggiungendo pertanto lo scopo di semplificare la struttura della tenuta. Therefore, the axial and rotational constraint of the rotating ring 9 is obtained as a direct consequence of its insertion on the shaft 6, without requiring any further elements such as those used in known mechanical seals, including screw fasteners, springs. conical, elastomeric bodies or retaining flanges, thus achieving the aim of simplifying the structure of the seal.

In particolare, l'assenza di dispositivi di fissaggio a vite raggiunge lo scopo di evitare l'impiego di utensili per il loro l'avvitamento. In particular, the absence of screw fastening devices achieves the purpose of avoiding the use of tools for screwing them.

Di conseguenza, il montaggio del gruppo di tenuta 1 è più semplice rispetto ai gruppi di tenuta di tipo noto, raggiungendo un ulteriore scopo dell'invenzione. Consequently, the assembly of the sealing assembly 1 is simpler with respect to the sealing assemblies of the known type, achieving a further object of the invention.

Inoltre, l'assenza di molle coniche, flange di ritegno e corpi elastomerici, che presentano ingombri relativamente elevati, permette di raggiungere lo scopo di rendere il gruppo di tenuta 1 più compatto rispetto ai gruppi di tenuta equivalenti di tipo noto. Furthermore, the absence of conical springs, retaining flanges and elastomeric bodies, which have relatively large overall dimensions, allows to achieve the purpose of making the sealing assembly 1 more compact than equivalent sealing assemblies of known type.

Ancora vantaggiosamente, l'accoppiamento del corpo di supporto 12 all'albero tramite l'accoppiamento della porzione sagomata 12a alla sede 13 assicura il vincolo rotazionale tra il corpo di supporto 12 e l'albero 6, impedendo qualsiasi slittamento reciproco, che nei gruppi di tenuta di tipo noto sopra descritti potrebbe invece verificarsi. Still advantageously, the coupling of the support body 12 to the shaft by means of the coupling of the shaped portion 12a to the seat 13 ensures the rotational constraint between the support body 12 and the shaft 6, preventing any reciprocal slippage, which in the a known type of seal described above could instead occur.

Preferibilmente, l'albero 6 comprende due tratti 6a, 6b aventi diametri tra loro diversi e reciprocamente raccordati tramite una superficie intermedia 6c dell'albero 6 stesso. Preferably, the shaft 6 comprises two portions 6a, 6b having diameters different from each other and mutually joined by means of an intermediate surface 6c of the shaft 6 itself.

La sede 13 è una zona ribassata ricavata sulla superficie del tratto di diametro superiore 6b e si estende fino alla superficie intermedia 6c, in modo tale da consentire l'accoppiamento della porzione sagomata 12a del corpo di supporto 12 tramite lo scorrimento di quest'ultimo lungo l'albero 6 secondo la direzione di accoppiamento Y. The seat 13 is a lowered area obtained on the surface of the section with a larger diameter 6b and extends up to the intermediate surface 6c, in such a way as to allow the coupling of the shaped portion 12a of the support body 12 by sliding the latter along shaft 6 according to the coupling direction Y.

Evidentemente, la suddetta zona ribassata può avere una forma qualsivoglia, purché atta a consentire l'accoppiamento del corpo di supporto 12 all'albero 6 in modo da limitare la rotazione reciproca tra i due elementi. Obviously, the aforementioned lowered area can have any shape, as long as it is suitable for allowing the coupling of the support body 12 to the shaft 6 so as to limit the reciprocal rotation between the two elements.

Preferibilmente ma non necessariamente, la suddetta zona ribassata presenta un profilo in pianta di forma rettangolare e di larghezza sostanzialmente corrispondente alla larghezza della porzione sagomata 12a del corpo di supporto 12, in modo tale da bloccare la rotazione relativa di quest'ultimo rispetto all'albero 6. Preferably but not necessarily, the aforementioned lowered area has a plan profile of rectangular shape and a width substantially corresponding to the width of the shaped portion 12a of the support body 12, in such a way as to block the relative rotation of the latter with respect to the shaft. 6.

Per quanto concerne il corpo di supporto 12, esso comprende un foro passante 12b che presenta un bordo coniugato al profilo della sezione trasversale dell'albero 6 in corrispondenza della sede 13. As far as the support body 12 is concerned, it comprises a through hole 12b which has an edge mating with the profile of the cross section of the shaft 6 in correspondence with the seat 13.

In particolare, la porzione sagomata 12a corrisponde alla zona del suddetto bordo coniugata alla zona ribassata dell'albero 6. In particular, the shaped portion 12a corresponds to the area of the aforementioned edge mating with the lowered area of the shaft 6.

Preferibilmente, la porzione sagomata 12a si estende perpendicolarmente all'asse longitudinale X. Preferably, the shaped portion 12a extends perpendicular to the longitudinal axis X.

Secondo una variante esecutiva, la porzione sagomata 12a presenta la forma di un codolo che si sviluppa, almeno in parte, parallelamente all'asse longitudinale X. According to a variant embodiment, the shaped portion 12a has the shape of a tang which extends, at least in part, parallel to the longitudinal axis X.

Per quanto concerne l'anello fisso 7, preferibilmente esso è scorrevolmente accoppiato all'apertura passante 5a secondo una direzione parallela all'asse longitudinale X. As regards the fixed ring 7, it is preferably slidingly coupled to the through opening 5a in a direction parallel to the longitudinal axis X.

I mezzi elastici 11 sono interposti tra l'apertura passante 5a e l'anello fisso 7 in modo da esercitare una forza diretta a separare questi ultimi due elementi, spingendo l'anello fisso 7 verso l'anello rotante 9, il quale a sua volta spinge il corpo di supporto 12 nella sede 13. The elastic means 11 are interposed between the through opening 5a and the fixed ring 7 so as to exert a direct force to separate these last two elements, pushing the fixed ring 7 towards the rotating ring 9, which in turn pushes the support body 12 into the seat 13.

Evidentemente, la guarnizione 15 interposta tra l'anello fisso 7 e l'apertura passante 5a è configurata in modo tale da consentire il loro reciproco scorrimento nella direzione dell'asse longitudinale X. Obviously, the gasket 15 interposed between the fixed ring 7 and the through opening 5a is configured in such a way as to allow their reciprocal sliding in the direction of the longitudinal axis X.

Preferibilmente, la suddetta guarnizione 15 è configurata in modo tale da impedire la rotazione reciproca dell'anello fisso 7 rispetto all'apertura passante 5a attorno all'asse longitudinale X. Preferably, the aforementioned gasket 15 is configured in such a way as to prevent the reciprocal rotation of the fixed ring 7 with respect to the through opening 5a about the longitudinal axis X.

Secondo un'ulteriore variante esecutiva, la suddetta rotazione reciproca viene impedita dai mezzi elastici 11. According to a further executive variant, the aforementioned reciprocal rotation is prevented by the elastic means 11.

Un'ulteriore variante esecutiva del gruppo di tenuta dell'invenzione, indicata con 2, viene rappresentata in fig. 3, in cui per semplicità i vari componenti vengono indicati usando gli stessi riferimenti numerici impiegati per indicare i componenti analoghi nella precedente forma esecutiva. A further variant embodiment of the sealing unit of the invention, indicated with 2, is shown in fig. 3, in which for simplicity the various components are indicated using the same numerical references used to indicate similar components in the previous embodiment.

II gruppo di tenuta 2 prevede un collegamento meccanico atto a limitare la rotazione reciproca tra l'anello fisso 7 e l'apertura passante 5a. The sealing assembly 2 provides for a mechanical connection designed to limit the reciprocal rotation between the fixed ring 7 and the through opening 5a.

Il suddetto collegamento meccanico viene ottenuto tramite un elemento di vincolo 8a appartenente alla parete di contenimento 5, sporgente all'interno dell'apertura passante 5a, il quale coopera con un corrispondente recesso 7a appartenente all'anello fisso 7 in modo da limitare la rotazione reciproca tra i due elementi. The aforementioned mechanical connection is obtained by means of a constraint element 8a belonging to the containment wall 5, protruding inside the through opening 5a, which cooperates with a corresponding recess 7a belonging to the fixed ring 7 so as to limit the reciprocal rotation between the two elements.

Preferibilmente, il suddetto elemento di vincolo 8a è un perno inamovibilmente associato al corpo di contenimento, ma in varianti esecutive dell'invenzione può anche essere una sporgenza integrale alla parete di contenimento 5 stessa. Preferably, the aforesaid fastening element 8a is a pin that is irremovably associated with the containment body, but in executive variants of the invention it can also be an integral protrusion of the containment wall 5 itself.

Per quanto concerne il recesso 7a dell'anello fisso 7, esso è preferibilmente una scanalatura, sviluppata parallelamente all'asse longitudinale X dell'albero 6 e scorrevolmente associata al suddetto elemento di vincolo 8a secondo la direzione dell'asse longitudinale X. As regards the recess 7a of the fixed ring 7, it is preferably a groove, developed parallel to the longitudinal axis X of the shaft 6 and slidingly associated with the aforementioned fastening element 8a according to the direction of the longitudinal axis X.

In una variante esecutiva dell'invenzione, che verrà descritta in seguito, l'elemento di vincolo può essere una sagomatura della parete di contenimento 5, che si coniuga con una corrispondente sagomatura sull'anello fisso 7 in modo tale da impedirne la rotazione reciproca. Quanto detto per il vincolo rotazionale tra l'anello fisso 7 e l'apertura passante 5a è estendibile in modo analogo al vincolo rotazionale tra l'anello rotante 9 ed il corpo di supporto 12. In a variant embodiment of the invention, which will be described below, the constraint element can be a shaping of the containment wall 5, which is combined with a corresponding shaping on the fixed ring 7 in such a way as to prevent its reciprocal rotation. What has been said for the rotational constraint between the fixed ring 7 and the through opening 5a can be extended in a similar way to the rotational constraint between the rotating ring 9 and the support body 12.

In particolare, nel gruppo di tenuta 1 di fig. 1 , la guarnizione 14 interposta tra l'anello rotante 9 ed il corpo di supporto 12 è configurata in modo tale da impedire la rotazione reciproca tra questi due elementi attorno all'asse longitudinale X. In particular, in the sealing assembly 1 of fig. 1, the gasket 14 interposed between the rotating ring 9 and the support body 12 is configured in such a way as to prevent reciprocal rotation between these two elements around the longitudinal axis X.

Nel caso invece del gruppo di tenuta 2 di fig. 3, il vincolo rotazionale viene ottenuto tramite elementi di guida 10 appartenenti all'anello rotante 9 ed al corpo di supporto 12, cooperanti scorrevolmente tra loro in modo da impedire la rotazione reciproca tra i due elementi. Preferibilmente, i suddetti mezzi di guida sono anche configurati per contrastare l'azione dei mezzi elastici 11 in modo tale da definire una posizione stabile dell'anello rotante 9 rispetto al corpo di supporto 12 rispetto all'asse longitudinale X. In the case of the sealing assembly 2 of fig. 3, the rotational constraint is obtained by means of guide elements 10 belonging to the rotating ring 9 and to the support body 12, slidingly cooperating with each other so as to prevent reciprocal rotation between the two elements. Preferably, the aforesaid guide means are also configured to oppose the action of the elastic means 11 in such a way as to define a stable position of the rotating ring 9 with respect to the support body 12 with respect to the longitudinal axis X.

Preferibilmente, il gruppo di tenuta 2 comprende anche un anello amovibile 21 interposto tra i mezzi elastici 11 e la guarnizione 15, atto a delimitare una sede per quest'ultima e a definire anche una superficie di appoggio per i mezzi elastici 11. Preferably, the sealing assembly 2 also comprises a removable ring 21 interposed between the elastic means 11 and the gasket 15, able to delimit a seat for the latter and also to define a support surface for the elastic means 11.

Una diversa variante esecutiva di gruppo di tenuta secondo l'invenzione, indicata con 3, viene rappresentata in fig. 4, in cui per semplicità i vari componenti vengono indicati usando gli stessi riferimenti numerici impiegati per indicare i componenti analoghi nelle precedenti versioni esecutive. A different embodiment variant of the sealing unit according to the invention, indicated with 3, is shown in fig. 4, in which for simplicity the various components are indicated using the same numerical references used to indicate similar components in the previous executive versions.

Il gruppo di tenuta 3 prevede un anello rotante 9 scorrevolmente accoppiato al corpo di supporto 12 secondo la direzione dell'asse longitudinale X, i mezzi elastici 11 essendo interposti tra l'anello rotante 9 ed il corpo di supporto 12 in modo da esercitare una forza diretta a separarli. The sealing assembly 3 provides a rotating ring 9 slidingly coupled to the support body 12 according to the direction of the longitudinal axis X, the elastic means 11 being interposed between the rotating ring 9 and the support body 12 so as to exert a force directed to separate them.

Evidentemente, anche in questo caso i mezzi elastici 11 spingono l'anello rotante 9 verso l'anello fisso 7 ed il corpo di supporto 12 verso la sede 13. Evidently, also in this case the elastic means 11 push the rotating ring 9 towards the fixed ring 7 and the support body 12 towards the seat 13.

Preferibilmente, l'anello fisso 7 è vincolato assialmente all'apertura passante 5a in una posizione di riferimento predefinita. Preferably, the fixed ring 7 is axially constrained to the through opening 5a in a predefined reference position.

Il suddetto vincolo può essere ottenuto tramite una superficie di battuta appartenente all'apertura passante 5a, atta a disporsi a ridosso dell'anello fisso 7 per bloccarne lo spostamento nella direzione dell'asse longitudinale X. The aforementioned constraint can be obtained by means of an abutment surface belonging to the through opening 5a, able to be arranged close to the fixed ring 7 to block its displacement in the direction of the longitudinal axis X.

Preferibilmente ma non necessariamente, è presente un anello di bloccaggio 17 che impedisce il movimento dell'anello fisso 7 in direzione opposta alla precedente. Preferably but not necessarily, there is a locking ring 17 which prevents the movement of the fixed ring 7 in the opposite direction to the previous one.

Vantaggiosamente, il suddetto anello di bloccaggio 17 evita lo spostamento dell'anello fisso 7 verso l'anello rotante 9, causato ad esempio dalla pressione del fluido, evitando il conseguente aumento della compressione dei mezzi elastici 11 che porterebbe ad una maggiore usura degli anelli di tenuta 7, 9. Advantageously, the aforementioned locking ring 17 avoids the displacement of the fixed ring 7 towards the rotating ring 9, caused for example by the pressure of the fluid, avoiding the consequent increase in compression of the elastic means 11 which would lead to greater wear of the rings. seal 7, 9.

Preferibilmente, la guarnizione 15 interposta tra l'apertura 5a e l'anello fisso 7 è configurata per vincolare quest'ultimo alla rotazione. É peraltro evidente che, in varianti esecutive dell'invenzione, lo stesso risultato può venire ottenuto impiegando altri mezzi, del tipo già visto nelle precedenti forme esecutive, Preferably, the gasket 15 interposed between the opening 5a and the fixed ring 7 is configured to constrain the latter to rotation. However, it is evident that, in executive variants of the invention, the same result can be obtained by using other means, of the type already seen in the previous embodiments,

II gruppo di tenuta 3 comprende anche una guarnizione 16 interposta tra il corpo di supporto 12 e l'albero 6. The sealing group 3 also comprises a gasket 16 interposed between the support body 12 and the shaft 6.

Preferibilmente, il corpo di supporto 12 comprende anche un anello amovibile 18 interposto tra la suddetta guarnizione 16 ed i mezzi elastici 11 , atto a delimitare una sede per la guarnizione 16 e che definisce anche una superficie di appoggio per i mezzi elastici 11. Secondo la diversa variante esecutiva rappresentata in fig. 5 ed indicata complessivamente con 4, la sede per la guarnizione 16 è delimitata da un anello amovibile 19 disposto sul lato opposto rispetto alla suddetta guarnizione 16. Preferably, the support body 12 also comprises a removable ring 18 interposed between the aforementioned gasket 16 and the elastic means 11, adapted to delimit a seat for the gasket 16 and which also defines a support surface for the elastic means 11. According to different execution variant shown in fig. 5 and indicated as a whole with 4, the seat for the gasket 16 is delimited by a removable ring 19 arranged on the opposite side with respect to the aforementioned gasket 16.

In particolare, il suddetto anello amovibile 19 comprende la porzione sagomata 12a del corpo di supporto 12, al quale è associata solidalmente rispetto alla rotazione attorno all'asse longitudinale X. Come anticipato in precedenza, preferibilmente in questa forma esecutiva l'anello fisso 7 e l'apertura 5a presentano profili tra loro coniugati e tali da impedire la rotazione reciproca tra i due elementi quando essi vengono accoppiati. In particular, the aforementioned removable ring 19 comprises the shaped portion 12a of the support body 12, to which it is integrally associated with respect to the rotation around the longitudinal axis X. As previously mentioned, preferably in this embodiment the fixed ring 7 and the opening 5a have profiles that are mutually conjugated and such as to prevent reciprocal rotation between the two elements when they are coupled.

Evidentemente, ulteriori forme esecutive dell'invenzione possono venire ottenute combinando l'anello fisso 7, l'apertura passante 5a ed i mezzi di collegamento 8 di una qualsiasi delle forme esecutive sopra descritte con l'anello rotante 9, il corpo di supporto 12 e la sede 13 di una qualsiasi altra forma esecutiva, purché siano presenti mezzi elastici 11 che spingono la porzione sagomata 12a nella sede 13. Obviously, further embodiments of the invention can be obtained by combining the fixed ring 7, the through opening 5a and the connecting means 8 of any one of the embodiments described above with the rotating ring 9, the support body 12 and the seat 13 of any other embodiment, provided that elastic means 11 are present which push the shaped portion 12a into the seat 13.

Va osservato che nei gruppi di tenuta 1, 2 e 4, nei quali l'anello fisso 7 è mobile assialmente, la spinta netta in direzione deN'asse longitudinale X causata dalla pressione del fluido sull'anello fisso 7 si trasmette all'anello rotante 9 e, pertanto, interferisce con quella prodotta dai mezzi elastici 11, così da modificare la forza di contatto tra i due anelli di tenuta 7, 9. It should be noted that in sealing groups 1, 2 and 4, in which the fixed ring 7 is axially movable, the net thrust in the direction of the longitudinal axis X caused by the pressure of the fluid on the fixed ring 7 is transmitted to the rotating ring 9 and, therefore, interferes with that produced by the elastic means 11, so as to modify the contact force between the two sealing rings 7, 9.

Pertanto, nei suddetti gruppi di tenuta 1, 2 e 4 è preferibile impiegare anelli di tenuta 7, 9 configurati in modo tale che, quando essi sono disposti in contatto reciproco, l'anello fisso 7 presenti una superficie di spinta 20 rivolta verso l'anello rotante 9 ed esposta al fluido, in modo da ricevere una spinta di pressione opposta rispetto al verso della direzione di accoppiamento Y del corpo sagomato 12 nella sede 13. Therefore, in the aforementioned sealing groups 1, 2 and 4 it is preferable to use sealing rings 7, 9 configured in such a way that, when they are arranged in mutual contact, the fixed ring 7 has a thrust surface 20 facing the rotating ring 9 and exposed to the fluid, so as to receive a pressure thrust opposite to the direction of the coupling direction Y of the shaped body 12 in the seat 13.

In particolare, la superficie di spinta 20 può essere configurata in modo da bilanciare perfettamente la spinta del fluido agente sul lato opposto dell'anello fisso 7, con il vantaggio che la forza di contatto tra gli anelli di tenuta 7 e 9 non è influenzata dalla spinta netta agente sull’anello fisso 7. In particular, the thrust surface 20 can be configured in such a way as to perfectly balance the thrust of the fluid acting on the opposite side of the fixed ring 7, with the advantage that the contact force between the sealing rings 7 and 9 is not affected by the net thrust acting on the fixed ring 7.

Nel caso del gruppo di tenuta 3, in cui l'anello fisso 7 è bloccato dall'anello di bloccaggio 17, la trasmissione della spinta dall'anello fisso 7 a quello rotante 9 sopra menzionato non si verifica. In the case of the sealing assembly 3, in which the fixed ring 7 is blocked by the locking ring 17, the transmission of the thrust from the fixed ring 7 to the rotating one 9 mentioned above does not occur.

Tuttavia, in questo caso, il bilanciamento dell'anello fisso 7 come sopra descritto consente, vantaggiosamente, di evitare l'impiego dell'anello di bloccaggio 17. However, in this case, the balancing of the fixed ring 7 as described above advantageously allows to avoid the use of the locking ring 17.

Il montaggio del primo gruppo di tenuta 1 sopra descritto avviene infilando il corpo di supporto 12, con l'anello rotante 9 e con le eventuali guarnizioni 14 e 16, sull'albero 6 attraverso il primo tratto di diametro inferiore 6a, fino a disporre le porzioni sagomate 12a nelle sedi 13. The assembly of the first sealing assembly 1 described above takes place by inserting the support body 12, with the rotating ring 9 and with any gaskets 14 and 16, on the shaft 6 through the first section with a smaller diameter 6a, until the shaped portions 12a in the seats 13.

Successivamente, l'anello fisso 7, con l'eventuale guarnizione 15, viene infilato sull'albero 6 fino a disporlo a ridosso dell'anello rotante 9. Subsequently, the fixed ring 7, with the possible gasket 15, is inserted on the shaft 6 until it is placed close to the rotating ring 9.

Infine, il primo tratto 6a dell'albero viene disposto attraverso l'apertura passante 5a della parete di contenimento 5, in posizione predefinita, in modo che i mezzi elastici 11 vengano compressi così da esercitare una forza di spinta prefissata tra i due anelli 7, 9. Finally, the first section 6a of the shaft is arranged through the through opening 5a of the containment wall 5, in a predefined position, so that the elastic means 11 are compressed so as to exert a predetermined thrust force between the two rings 7, 9.

Evidentemente, il montaggio degli altri gruppi di tenuta 2, 3, 4 sopra descritti avviene in modo del tutto analogo. Obviously, the assembly of the other sealing assemblies 2, 3, 4 described above takes place in a completely similar way.

Per quanto finora detto, si comprende che i gruppi di tenuta sopra descritti raggiungono tutti gli scopi dell'invenzione. From what has been said so far, it is understood that the sealing units described above achieve all the purposes of the invention.

In particolare, poiché il bloccaggio dell'anello rotante sull'albero viene raggiunto come conseguenza del loro accoppiamento reciproco, esso non richiede l'impiego di utensili, in particolare per il serraggio di dispositivi a vite come quelli usati nelle tenute meccaniche di tipo noto. In particular, since the locking of the rotating ring on the shaft is achieved as a consequence of their reciprocal coupling, it does not require the use of tools, in particular for tightening screw devices such as those used in known mechanical seals.

Per lo stesso motivo, il gruppo di tenuta presenta una struttura più semplice rispetto a quella delle tenute meccaniche di tipo noto, in quanto il numero di componenti è inferiore. For the same reason, the sealing assembly has a simpler structure than that of known mechanical seals, since the number of components is lower.

L'assenza dei componenti di fissaggio all'albero tipici delle tenute meccaniche di tipo noto, in particolare dispositivi di fissaggio a vite, molle coniche, corpi elastomerici e flange di ritegno comporta anche una riduzione di ingombro del gruppo di tenuta dell'invenzione rispetto a quelli di tipo noto. The absence of the components for fixing to the shaft typical of known mechanical seals, in particular screw fixing devices, conical springs, elastomeric bodies and retaining flanges also entails a reduction in the overall dimensions of the sealing assembly of the invention with respect to those of a known type.

Inoltre, il fissaggio dell'anello rotante all'albero ottenuto tramite l'accoppiamento della porzione sagomata del corpo di supporto nella sede dell'albero garantisce un posizionamento assiale preciso dell'anello rotante rispetto all'albero stesso e, quindi, rispetto all'anello fisso, garantendo l'uniformità della forza di contatto tra i due anelli. Furthermore, the fastening of the rotating ring to the shaft obtained by coupling the shaped portion of the support body into the shaft seat guarantees precise axial positioning of the rotating ring with respect to the shaft itself and, therefore, with respect to the ring. fixed, ensuring the uniformity of the contact force between the two rings.

Le modalità del suddetto fissaggio rendono, inoltre, il gruppo di tenuta adatto ad operare in entrambi i versi di rotazione dell'albero. The methods of the aforesaid fixing also make the sealing assembly suitable for operating in both directions of rotation of the shaft.

Ulteriori varianti esecutive del gruppo di tenuta dell'invenzione, sebbene non descritte e non rappresentate nei disegni allegati, qualora fossero comprese nell'ambito di tutela delle rivendicazioni che seguono dovranno essere considerate protette dal presente brevetto. Further executive variants of the sealing assembly of the invention, although not described and not represented in the attached drawings, if they are included in the scope of protection of the following claims must be considered protected by this patent.

Claims

CLAIMS 1) Sealing group (1; 2; 3; 4) for a fluid, comprising: - a containment wall (5) for said fluid, provided with a through opening (5a); - a shaft (6) which defines a longitudinal development axis (X), rotatably associated with said through opening (5a); - a fixed sealing ring (7), associated with said through opening (5a) by means of connection (8) configured to limit the reciprocal rotation between said fixed ring (7) and said through opening (5a) around said longitudinal axis (X); - a rotating sealing ring (9) facing said fixed ring (7), associated with said shaft (6) by means of a support body (12) configured to limit the rotation of said fixed ring (7) with respect to said shaft ( 6) around said longitudinal axis (X); - elastic means (11) configured to push said fixed ring (7) and said rotating ring (9) against each other; characterized in that said shaft (6) comprises a seat (13), to which a shaped portion (12a) of said support body (12) can be associated by sliding said support body (12) according to a coupling direction (Y) parallel to said longitudinal axis (X) in such a way as to limit the reciprocal rotation between said support body (12) and said shaft (6), said elastic means (11) being configured in such a way as to push said shaped portion (12a) in said seat (13) according to said coupling direction (Y).

2) Sealing group (1; 2; 3; 4) according to claim 1) characterized by the fact that said seat (13) is configured in such a way as to oppose the thrust action of said elastic means (11) on said portion shaped (12a) to limit said sliding.

3) Sealing group (1; 2; 3; 4) according to any one of claims 1) or 2) characterized by the fact that said shaft (6) comprises a first section (6a) and a second section (6b) having a larger diameter with respect to said first section (6a), mutually joined by means of an intermediate surface (6c) of said shaft (6), said seat (13) being a lowered area of the surface of said second section (6b), extended up to said intermediate surface (6c) in such a way as to allow the coupling of said shaped portion (12a) according to said coupling direction (Y).

4) Sealing group (1; 2; 3; 4) according to claim 3) characterized by the fact that said support body (12) comprises a through hole (12b) conjugated to the profile of the section of said second section (6b) in correspondence of said seat (13).

5) Sealing assembly (1; 2) according to any one of the preceding claims characterized by the fact that said connection means (8) are configured in such a way as to allow the sliding of said fixed ring (7) with respect to said through opening (5a ) according to a direction parallel to said longitudinal axis (X), said elastic means (11) being interposed between said through opening (5a) and said fixed ring (7).

6) Sealing group (3; 4) according to any one of claims 1) to 4) characterized by the fact that said rotating ring (9) and said support body (12) are slidingly coupled to each other according to a direction parallel to said longitudinal axis (X), said elastic means (11) being interposed between said support body (12) and said rotating ring (9).

7) Sealing group (1; 2; 3; 4) according to any one of the preceding claims, characterized by the fact of comprising a gasket (14) interposed between said rotating ring (9) and said support body (12), designed to prevent their reciprocal rotation around said longitudinal axis (X).

8) Sealing unit (2) according to any one of the preceding claims characterized in that said connection means (8) comprise a constraint element (8a) belonging to said containment wall (5), protruding inside said opening loop (5a), and a corresponding recess (7a) belonging to said fixed ring (7), adapted to cooperate close to each other so as to limit said reciprocal rotation.

9) Sealing assembly (1; 2; 3; 4) according to any one of the preceding claims characterized in that said connection means (8) comprise a gasket (15) interposed between said fixed ring (7) and said through opening ( 5a), adapted to prevent their mutual rotation about said longitudinal axis (X).

10) Sealing group (1; 2; 3; 4) according to any one of the preceding claims characterized by the fact that said fixed ring (7) and said rotating ring (9) are configured in such a way that, when they are arranged in contact reciprocally, said fixed ring (7) has a thrust surface (20) turned towards said rotating ring (9) and exposed to said fluid, so as to be thrust by the pressure of said fluid in the opposite direction with respect to said coupling direction ( Y).

11) Sealing group (1; 2; 3; 4) according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that said elastic means (11) comprise an annular washer which defines a support plane, elastically compressible in a direction perpendicular to said support plane support. By assignment.