ITVI20130066U1 - Pompa a stelo immerso - Google Patents

Description

Descrizione

”POMPA A STELO IMMERSO”.

DESCRIZIONE

Il trovato riguarda una pompa a stelo immerso costituita da una pompa sommergibile modificata.

E’ noto che con il termine pompe a stelo immerso si indica una particolare categoria di pompe che comprendono essenzialmente un gruppo pompante ad una o più giranti ed un motore elettrico fissato al corpo della pompa, quest’ultimo provvisto di una flangia per il fissaggio della pompa ad una struttura di supporto.

Le pompe a stelo immerso sono utilizzate nelle macchine utensili per il pompaggio di liquidi refrigeranti e lubrificanti da taglio, in vari tipi di macchine industriali e in genere per applicazioni su macchine e gruppi operativi, come ad esempio sistemi di filtrazione, gruppi pompanti di liquidi e similari, per termoregolazione e altri scopi.

Pompe a stelo immerso sono comunemente utilizzate per il pompaggio di liquidi contenuti in serbatoi e vengono installate fissando la flangia esternamente al coperchio del serbatoio in modo da disporre la pompa in posizione verticale, con il corpo pompa rivolto verso l'interno del serbatoio ed immerso nel liquido da pompare e con il motore in aria.

Le pompe a stelo immerso, unitamente al vantaggio di essere di facile e rapida installazione poiché non necessitano della tubazione di aspirazione, presentano però il riconosciuto inconveniente della elevata rumorosità e devono essere installate in luoghi aerati e protetti dalle intemperie.

Infatti, il motore elettrico è un motore di tipo standard provvisto di ventola di raffreddamento che disperde nell’ambiente il rumore che si produce durante il funzionamento della pompa.

Inoltre, il motore della pompa deve essere posizionato in modo da avere una sufficiente aerazione, quindi deve prevedere ampi spazi circostanti.

La rumorosità che si genera nell’ambiente può raggiungere livelli particolarmente elevati soprattutto per impianti installati in luoghi relativamente chiusi, come ad esempio in officine con alta concentrazione di macchine oppure in strutture in cui sono presenti, ad esempio, gruppi pompanti di acquedotti e simili.

Inoltre, un altro inconveniente è costituito dal fatto che, in funzione dell’esigenza deM’utilizzatore, è necessario prevedere motori con differenti tipi di protezione, ad esempio contro spruzzi, getti d'acqua, pioggia e altro, a parità di caratteristiche del gruppo pompante.

Questo implica la necessità di gestire a magazzino differenti tipi di motori per ciascun tipo di pompa.

E’ altrettanto noto che con il termine pompe sommergibili si indica una categoria di pompe dotate di motore a tenuta stagna, adatte a funzionare completamente o parzialmente immerse nel fluido da pompare e comprendenti essenzialmente un corpo pompa il quale contiene il gruppo pompante e il motore che lo pone in rotazione ed è provvisto di una bocca di aspirazione e di una bocca di mandata, In una particolare tipologia di pompe sommergibili, il gruppo pompante e il motore sono contenuti in una camicia tubolare inserita nel corpo pompa con il quale definisce un’intercapedine tubolare in cui circola il liquido da pompare, che entra attraverso la bocca di aspirazione ed esce attraverso la bocca di mandata.

Inoltre, il motore è privo di ventola poiché il raffreddamento è garantito dal liquido da pompare che circola nell'intercapedine tubolare.

Queste pompe sommergibili presentano quindi una rumorosità molto inferiore e pressoché nulla rispetto a quella delle pompe a stelo immerso, ma presentano la limitazione di non poter essere utilizzate per gli stessi impieghi e nelle stesse condizioni di installazione.

Infatti, poiché questa particolare tipologia di pompe sommergibili è priva di flangia di fissaggio, gli utilizzatori non prendono in considerazione la possibilità di utilizzarle per gli stessi impieghi e nelle stesse installazioni in cui vengono utilizzate le pompe a stelo immerso, anche per il fatto che la norma EN12157 (DIN5440) impone per tali pompe precisi vincoli di installazione.

Ad esempio, per le pompe del tipo a stelo immerso, la vigente norma impone il rispetto di ben definite distanze tra la flangia di fissaggio e le bocche di mandata e di aspirazione, e questo implica un ben preciso posizionamento della flangia di fissaggio sul corpo della pompa.

E’ noto il documento brevettuale US 4 201 519 A nel quale si descrive una pompa di tipo sommergibile che viene installata in posizione verticale e passante attraverso un foro realizzato nel coperchio di un serbatoio, in modo da essere parzialmente immersa nel liquido da pompare.

La pompa viene sopportata dalla tubazione di mandata e da un anello in materiale elastico disposto in appoggio al coperchio e aderente per frizione alla superficie esterna della pompa.

Pertanto, il documento brevettuale insegna come sopportare una pompa sommergibile disposta passante attraverso un foro praticato nel coperchio di un serbatoio e parzialmente immersa nel liquido da pompare, tramite l’azione che viene esercitata, in combinazione tra di loro, dalla tubazione di mandata e da un anello in elastomero aderente esternamente alla pompa.

Infatti, l’anello in elastomero, essendo elastico e aderente per attrito alla pompa, non è in grado di sostenere da solo tutto il peso della pompa e la sua azione di supporto deve quindi essere integrata dal sostegno offerto dalla tubazione di mandata.

Tale forma realizzativa presenta quindi una prima limitazione dovuta al fatto che la pompa non può essere utilizzata in tutte quelle applicazioni nelle quali non si può, oppure non si vuole, utilizzare la tubazione di mandata come elemento di supporto della pompa.

Inoltre, una seconda limitazione deriva dalla limitata stabilità che viene garantita alla pompa dall’attrito che si genera tra il corpo della pompa e l’anello in elastomero.

II presente trovato intende realizzare una pompa a stelo immerso ottenuta come modifica di una pompa sommergibile di tipo noto.

La pompa del trovato, ottenuta come modifica di una pompa sommergibile di tipo noto, offre al’utilizzatore il vantaggio di poter disporre di pompe a stelo immerso di per sé stagne e quindi adatte all’impiego in presenza di acqua o di altri liquidi, contrariamente alle attuali pompe a stelo immerso che prevedono l’impiego di motori con differenti gradi di protezione in funzione delle differenti condizioni di impiego e adeguati spazi per l’aerazione del motore.

Inoltre, vantaggiosamente, la pompa del trovato viene installata con le medesime modalità e nelle medesime condizioni di stabilità delle pompe a stelo immerso di tipo noto.

Gli scopi elencati sono raggiunti da una pompa che viene descritta nella rivendicazione principale alla quale si rimanda per brevità.

Altre caratteristiche del trovato sono descritte nelle rivendicazioni dipendenti.

Gli scopi ed i vantaggi elencati, ed altri eventuali, verranno meglio definiti nel corso della descrizione che segue, che viene data a titolo indicativo e non limitativo e che fa riferimento alle allegate tavole di disegno nelle quali:

- la fig. 1 rappresenta una pompa sommergibile secondo l’arte nota;

- la fig. 2 rappresenta la pompa del trovato che utilizza la pompa sommergibile di fig. 1 ;

- la fig. 3 rappresenta una variante esecutiva della pompa del trovato;

- la fig. 3a rappresenta un particolare di fig. 3;

- le figg. 4 e 5 rappresentano le pompe delle figg. 2 e 3 installate;

- le figg. 5a e 5b rappresentano varianti esecutive della pompa del trovato;

- la fig. 6 rappresenta una variante esecutiva di una pompa sommergibile secondo l’arte nota;

- la fig. 7 rappresenta la pompa del trovato che utilizza la pompa di fig. 6;

- la fig. 7a rappresenta un particolare di fig. 7;

- la fig. 8 rappresenta la pompa di fig. 7 installata;

- le figg. da 9 a 11 rappresentano differenti viste di un particolare delle figg. da 1 a 8.

È opportuno precisare che nella descrizione si farà sempre riferimento a forme esecutive che prevedono che la pompa comprenda un gruppo pompante di tipo multistadio.

Resta comunque inteso che quanto verrà detto potrà essere riferito anche a pompe di tipo monostadio.

Il trovato viene descritto con riferimento ad una pompa sommergibile rappresentata in fig. 1 , complessivamente indicata con 1 , del tipo di per sé noto, comprendente un corpo pompa 2, preferibilmente ma non necessariamente di sezione circolare, avente uno sviluppo prevalentemente longitudinale secondo un asse Y, nel quale si individuano una bocca di aspirazione 3 e una bocca di mandata 4 poste alle estremità del corpo pompa 2.

Internamente e coassiale al corpo pompa 2 è presente una camicia tubolare 5 nella quale sono contenuti un gruppo pompante 6 e un motore elettrico 7 tra loro allineati coassialmente uno dopo l'altro.

All'interno della camicia tubolare 5, il motore 7 e il gruppo pompante 6 sono separati da un setto divisorio 8 e, inoltre, la camicia tubolare 5 ed il corpo pompa 2 sono distanziati tra loro in modo da definire un'intercapedine tubolare 9 che comunica con il gruppo pompante 6 e con la bocca di mandata 4.

La pompa di tipo sommergibile 1 di fig. 1 viene trasformata nella pompa a stelo immerso che si osserva nella fig. 2, indicata complessivamente con 20, mediante le seguenti operazioni:

- approntare una flangia anulare 15 provvista di almeno un foro passante 16 di accoppiamento all'esterno del corpo pompa 2;

- accoppiare la flangia anulare 15 coassialmente all'esterno del corpo pompa 2;

- fissare la flangia anulare 15 al corpo pompa 2.

Preferibilmente ma non necessariamente, il fissaggio della flangia anulare 15, visibile nel dettaglio delle figg. da 9 a 11 , al corpo pompa 2, avviene tramite saldatura 17 che si osserva in fig. 2.

In altre forme esecutive che non vengono qui descritte, il fissaggio può avvenire tramite altri mezzi come, ad esempio, mezzi a vite, mezzi a pressione o altri equivalenti.

Preferibilmente ma non necessariamente, per facilitare l'esatto posizionamento della flangia anulare 15 sul corpo pompa 2 alla corretta distanza D1 dalla bocca di aspirazione 3 che si osserva in fig. 3, si eseguono anche le seguenti operazioni:

- approntare nella flangia anulare 15 uno o più primi elementi di riscontro 18;

- approntare esternamente al corpo pompa 2 uno o più secondi elementi di riscontro 19 ciascuno coniugabile ad un corrispondente primo elemento di riscontro 18 della flangia anulare 15;

- accoppiare la flangia anulare 15 coassialmente all'esterno del corpo pompa 2 fino a coniugare tra loro gli elementi di riscontro 18, 19 prima di fissare la flangia anulare 15 esternamente al corpo pompa 2.

In tal modo, la pompa sommergibile 1 rappresentata in fig. 1 viene trasformata nella pompa a stelo immerso 30 che si osserva nelle figg. 3 e 3a in cui il preciso posizionamento della flangia tramite gli elementi di riscontro 18 e 19 facilita il corretto posizionamento rispetto alla bocca di aspirazione 3.

Secondo la forma esecutiva che si osserva nei particolari delle figg. 3 e 3a e da 9 a 11 , i primi elementi di riscontro 18 comprendono una rientranza sagomata 18a realizzata nel bordo perimetrale del foro passante 16 presente nella flangia anulare 15, mentre i secondi elementi di riscontro 19 comprendono una corrispondente sporgenza sagomata 19a che è realizzata all'esterno del corpo pompa 2.

Possono essere presenti uno o più elementi di riscontro 18, 19 aventi profili tra loro coniugabili che, preferibilmente ma non necessariamente, presentano sezione trasversale con profilo curvo.

Inoltre, come si osserva in particolare nelle figg. 9 e 11 , la rientranza 18a praticata nella flangia anulare 15 presenta una lunghezza 18b inferiore allo spessore 15a della flangia anulare 15 in modo da definire una superficie di battuta 18c che determina esattamente la posizione in cui la flangia 15 si arresta quando la sporgenza 19a entra in contatto con la superficie di battuta 18c della rientranza 18a.

In tal modo viene esattamente determinato il punto di fissaggio della flangia 15 nel rispetto della distanza D tra il sottoflangia 15b e la bocca di aspirazione 3 quando la pompa viene installata.

Dopo l'applicazione della flangia anulare 15 esternamente al corpo pompa 2, la pompa sommergibile 1 risulta trasformata nella pompa a stelo immerso 20 oppure 30 che si osserva rispettivamente nelle figg. 2 oppure 3 a seconda dell'assenza o della presenza degli elementi di riscontro 18, 19.

La pompa 20 oppure 30 può così essere applicata ad un serbatoio S nella configurazione che si osserva rispettivamente nelle figg. 4 e 5 in cui la flangia 15 viene applicata al coperchio Se del serbatoio S ed il corpo pompa 2 con la bocca di aspirazione 3 vengono immersi nel liquido da pompare L contenuto nel serbatoio S stesso.

Un altro modo di fissaggio utilizza la flangia anulare 35 visibile in fig. 5a che comprende una prima controflangia anulare 35a ed una seconda controflangia 35b tra loro contrapposte coassialmente.

Si osserva, in particolare, che la prima controflangia 35a è provvista della rientranza sagomata 38a realizzata nel bordo perimetrale del suo foro passante, atta ad accogliere la corrispondente sporgenza sagomata 19a presente nel corpo pompa 2, e di una sede 37a per un anello di tenuta 37, preferibilmente ma non necessariamente di sezione quadrata, che costituisce i mezzi di fissaggio.

Nel fissaggio assiale delle controflange tra di loro e al coperchio Se del serbatoio S la compressione assiale che viene esercitata sull'anello di tenuta 37 ne provoca l'espansione radiale che lo pone in aderenza al corpo pompa 2.

Questo garantisce il fissaggio della flangia anulare 35 per l’interferenza meccanica radiale che si genera tra l’anello di tenuta 37 e il corpo pompa 2.

Secondo una variante esecutiva che si osserva in fig. 5b, entrambe le controflange 35a e 35b sono provviste della rientranza sagomata 38a e della sede 37a per l’anello di tenuta 37.

In questo modo la flangia anulare 35 risulta vantaggiosamente composta da due controflange 35a e 35b tra loro uguali.

Secondo un’ulteriore variante esecutiva, che per semplicità non viene rappresentata con disegni, la flangia anulare 35 può prevedere che nella rispettiva prima controflangia 35a, oppure in entrambe le controflange 35a e 35b sia presente la sede 37a per l’anello di tenuta 37 ma che siano prive della rientranza sagomata 38a.

In questo caso, il corpo pompa 2 può essere privo della sporgenza sagomata 19a e la flangia anulare 35 può quindi essere fissata al corpo pompa 2 in qualsiasi posizione assiale per interferenza radiale con l’anello di tenuta 37 che viene compresso tra le controflange 35a e 35b.

Per il fissaggio della pompa al serbatoio S è comunque possibile utilizzare anche flange realizzate secondo forme esecutive differenti da quelle descritte.

Poiché la pompa 20, 30 non è provvista di ventola per il raffreddamento del motore 7, la sua parte che sporge verso l'esterno dal coperchio Se del serbatoio S non produce alcuna rumorosità se si esclude il rumore del tutto trascurabile dovuto alla rotazione del motore 7 stesso, che viene comunque quasi completamente eliminato dalla presenza dell'intercapedine tubolare 9 in cui circola il liquido che il gruppo pompante 6 invia alla bocca di mandata 4.

Nelle forme esecutive descritte e rappresentate nelle figg. da 2 a 5, le pompe a stelo immerso 20 e 30 presentano la bocca di aspirazione 3 e la bocca di mandata 4 disposte alle estremità e da parti opposte del corpo pompa 2.

È possibile anche una differente forma esecutiva, che si osserva nelle figg. 7 e 8, in cui la pompa a stelo immerso del trovato, complessivamente indicata con 50, deriva dalla trasformazione della pompa sommergibile 40 rappresentata in fig. 6 che presenta la bocca di aspirazione 43 sempre disposta ad una delle estremità del corpo pompa 42 e la bocca di mandata 44 disposta sulla parete laterale dello stesso corpo pompa 42.

In questa forma esecutiva, l'intercapedine tubolare 49 coassiale tra il corpo pompa 42 e la camicia tubolare 45 comprende internamente una camicia divisoria 47 che definisce una prima intercapedine tubolare 49a che comunica con il gruppo pompante 46 ed è compresa tra la camicia tubolare 45 e la camicia divisoria 47, ed una seconda intercapedine tubolare 49b che comunica con la bocca di mandata 44 ed è compresa tra la camicia divisoria 47 e il corpo pompa 42.

Si osserva inoltre che la prima e la seconda intercapedine tubolare 49a e 49b sono in comunicazione tra di loro tramite aperture 41 praticate nella camicia divisoria 47.

Con tale forma esecutiva si ottiene anche il vantaggio di ridurre ulteriormente la rumorosità per la presenza delle due intercapedini tubolari 49a e 49b.

In questa forma esecutiva, la flangia anulare 15, come si osserva nelle figg. 7 e 8, è collegata esternamente al corpo pompa 42 nella zona compresa tra la bocca di aspirazione 43 e la bocca di mandata 44 e, in rispetto alle norme vigenti, essa viene posizionata in modo che la distanza D tra il sottoflangia 15b a contatto con il coperchio Se del serbatoio S e la bocca di aspirazione 43, e la distanza D1 tra il sottoflangia 15b a contatto con il coperchio Se del serbatoio S e l'asse della bocca di mandata 44 siano conformi alla norma EN 12157 (DIN5440).

A tale scopo risulta importante la presenza, nella flangia anulare 15 e nel corpo pompa 42, dei già citati elementi di riscontro che facilitano all'operatore il fissaggio rapido e preciso della flangia 15 esattamente nella posizione corretta. Per quanto detto si comprende quindi che la pompa a stelo immerso del trovato realizzata per trasformazione di una pompa sommergibile raggiunge completamente gli scopi prefissati.

In particolare, è raggiunto lo scopo di ridurre la rumorosità che viene prodotta nell'ambiente rispetto a quella che viene prodotta quando si utilizzano pompe a stelo immerso di tipo noto.

Inoltre, vantaggiosamente per il costruttore, è possibile gestire la produzione dei soli modelli di pompe sommergibili potendo, a richiesta del cliente, trasformarle rapidamente in pompe del tipo a stelo immerso con la semplice applicazione della flangia.

La pompa a stelo immerso che si ottiene per trasformazione della pompa sommergibile risulta sempre di tipo stagno e adatta a qualsiasi condizione di impiego.

Infine, la pompa risulta adatta ad essere installata anche in piccoli spazi con poca aerazione.

In fase esecutiva, alla pompa del trovato potranno essere apportate modifiche o varianti che non sono descritte nel testo e non sono rappresentate nelle figure qui allegate.

Si intende comunque che, qualora tali varianti e modifiche dovessero rientrare nel'ambito delle rivendicazioni che seguono, esse si dovranno ritenere tutte protette dal presente brevetto.

Dove le caratteristiche tecniche riportate nelle rivendicazioni siano seguite da segni di riferimento, questi sono stati acclusi al solo scopo di aumentare l’intelligibilità delle rivendicazioni e, di conseguenza, tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante suH’ambito di protezione di ciascun elemento da essi identificato a titolo di esempio.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1 ) Pompa a stelo immerso (20; 30; 50), comprendente: - un corpo pompa (2; 42) in cui si individuano una bocca di aspirazione (3; 43), una bocca di mandata (4; 44), una camicia tubolare (5; 45) disposta all’interno di detto corpo pompa (2; 42), un gruppo pompante (6; 46) associato ad un motore elettrico (7), entrambi contenuti nella camicia tubolare (5; 45) e separati da un setto divisorio (8), almeno un’intercapedine tubolare (9; 49) coassiale tra detta camicia tubolare (5; 45) e detto corpo pompa (2; 42) che comunica con detto gruppo pompante (6; 46) e con detta bocca di mandata (4; 44); - una flangia anulare (15; 35) applicata all’esterno di detto corpo pompa (2; 42) e atta a consentire il collegamento di detta pompa (20; 30; 50) ad una struttura di supporto (Se); - mezzi di fissaggio (17; 37) di detta flangia anulare (15; 35) a detto corpo pompa (2; 42), caratterizzata dal fatto che detta flangia anulare (35) comprende una prima controflangia anulare (35a) ed una seconda controflangia anulare (35b) tra loro affacciate assialmente, tra le quali sono presenti detti mezzi di fissaggio che comprendono un anello di tenuta (37) alloggiato tra dette controflange anulari (35a; 35b) e posto a contatto con detto corpo pompa (2; 42).
2. 2) Pompa (30; 50) secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detta flangia anulare (15; 35) comprende primi elementi di riscontro (18) e detto corpo pompa (2; 42) comprende secondi elementi di riscontro (19), detti elementi di riscontro (18; 19) presentando profili tra loro coniugabili per definire la posizione di fissaggio di detta flangia anulare (15; 35) a detto corpo pompa (2; 42).
3. 3) Pompa (20; 30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 2, caratterizzata dal fatto che detta bocca di aspirazione (3) e detta bocca di mandata (4) sono disposte alle estremità e da parti opposte di detto corpo pompa (2).
4. 4) Pompa (50) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che detta bocca di aspirazione (43) è disposta ad una delle estremità di detto corpo pompa (42), detta bocca di mandata (44) è disposta sulla parete laterale di detto corpo pompa (42) e detta flangia anulare (15; 35) è collegata esternamente a detto corpo pompa (42) nella zona compresa tra detta bocca di aspirazione (43) e detta bocca di mandata (44).
5. 5) Pompa (20; 30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzata dal fatto di comprendere un’unica intercapedine tubolare (9) coassiale tra detto corpo pompa (2) e detta camicia tubolare (5).
6. 6) Pompa (50) secondo la rivendicazione 1 oppure 4, caratterizzata dal fatto di comprendere una camicia divisoria (47) coassiale tra detto corpo pompa (42) e detta camicia tubolare (45) per definire: - una prima intercapedine tubolare (49a) che comunica con detto gruppo pompante (46) ed è compresa tra detta camicia tubolare (45) e detta camicia divisoria (47); - una seconda intercapedine tubolare (49b) che comunica con detta bocca di mandata (44) ed è compresa tra detta camicia divisoria (47) e detto corpo pompa (42), detta prima e detta seconda intercapedine tubolare (49a, 49b) essendo in comunicazione tra di loro tramite aperture (41 ) praticate in detta camicia divisoria (47).
7. 7) Pompa (30; 50) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 2 a 4, caratterizzata dal fatto che detti primi elementi di riscontro (18) comprendono una o più rientranze sagomate (18a; 38a) realizzate nel bordo perimetrale del foro passante (16) presente in detta flangia anulare (15; 35) e detti secondi elementi di riscontro (19) comprendono una o più sporgenze sagomate (19a) realizzate esternamente a detto corpo pompa (2; 42), dette rientranze ( 18 a ; 38a) e dette sporgenze (19a) presentando profili tra loro coniugabili.
8. 8) Pompa (30; 50) secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che la lunghezza (18b) di ognuna di dette rientranze (18a; 38a) è inferiore allo spessore (15a) di detta flangia anulare (15; 35), entrambe misurate nella direzione dell’asse longitudinale (Y) della pompa.
9. 9) Pompa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7 oppure 8, caratterizzata dal fatto che la sezione trasversale all’asse longitudinale (Y) della pompa di ognuna di dette sporgenze (19a) e rientranze (18a; 38a), presenta profilo curvo.