IT201800009042A1

IT201800009042A1 - “pompa migliorata”

Info

Publication number: IT201800009042A1
Application number: IT102018000009042A
Authority: IT
Inventors: Andrea Berizzi
Original assignee: Lyra Bearing Srl
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2020-04-01

Description

“POMPA MIGLIORATA”

DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad una pompa a pistoni migliorata, e ad un metodo costruttivo per la pompa.

Le pompe a pistoni per fluido ad alta pressione comprendono un albero a gomiti che movimenta alternativamente dei pistoni il cui moto alternativo coordinato con delle valvole genera l’azione di pompaggio. L’albero è supportato dentro un involucro da una coppia di cuscinetti e viene azionato dall’esterno. La coppia motrice esterna è applicata attraverso una estremità di accoppiamento dell’albero con attacco maschio o con una cavità femmina.

Si veda ad es. il modello su

https://www.youtube.com/watch?v=KkOL16dFqbg.

La coppia di cuscinetti può essere costituita ad es. da cuscinetti a rulli conici oppure da cuscinetti a rulli cilindrici. La scelta dei cuscinetti dipende dalle consuetudini di ogni produttore e dalla tipologia di albero utilizzato, che ad es. è fornito sul mercato con attacco sull’involucro a destra o sinistra.

I cuscinetti di queste pompe però danno parecchi problemi alla pompa.

Il montaggio dei cuscinetti a rulli conici, molto diffusi per la facile reperibilità e il basso costo, richiede di curare particolarmente le tolleranze di lavorazione dell’albero e delle sedi dei cuscinetti per poter avere una certa ripetibilità nella regolazione del gioco assiale ottimale per la massimizzazione della vita del cuscinetto in funzione delle sollecitazioni a cui viene sottoposto. Un gioco troppo elevato può causare un aumento della rumorosità della pompa o condizioni di carico dei cuscinetti non ottimali. Per contro, un gioco troppo stretto o, addirittura, un precarico, possono comportare un carico eccessivo sui cuscinetti con conseguente usura precoce ed aumento di temperatura.

Nel caso di cuscinetti a rulli cilindrici o a due corone di sfere, il montaggio avviene sempre con calettatura del cuscinetto sull’albero.

La vita dei cuscinetti nelle pompe è influenzata sensibilmente sia dalle condizioni di montaggio che dalla loro lubrificazione.

Nelle pompe la lubrificazione è realizzata mediante olio (tipicamente per ingranaggi o similare) e i cuscinetti vengono lubrificati per pescaggio. Questo tipo di lubrificante non è il più adatto ai cuscinetti, sia per le sue scarse proprietà lubrificanti sia perché la lubrificazione per pescaggio non è efficace e totale.

La necessità di rendere disponibili al mercato pompe con attacco a destra o sinistra comporta, per i produttori, due scelte fondamentali: attrezzarsi con linee di montaggio ridondanti (per invertire la disposizione dell’albero, i cuscinetti e le flange durante la produzione) o modificare la pompa dopo il montaggio, ma servono attrezzature specifiche per smontare i cuscinetti, che sono calettati sull’albero. In entrambi i casi, è necessario regolare nuovamente i giochi dei cuscinetti, operazione particolarmente importante per le conseguenze sulla vita dei cuscinetti e che richiede, perciò, personale addestrato anche presso il rivenditore.

Migliorare questo stato dell’arte e ovviare ad almeno uno di questi problemi è lo scopo principale dell'invenzione. Altro scopo è migliorare il montaggio dei cuscinetti che supportano l’albero suddetto. Altro scopo è incrementare la vita dei cuscinetti che supportano l’albero suddetto.

Altro scopo è semplificare e/o ridurre i modelli a magazzino delle suddette pompe.

Uno o più scopi sono raggiunti da quanto definito nelle allegate rivendicazioni, in cui quelle dipendenti definiscono varianti vantaggiose.

Un primo aspetto dell’invenzione riguarda un metodo costruttivo per una pompa a pistoni per un fluido, la pompa comprendendo

un involucro,

un albero a gomiti che è montato all’interno dell’involucro e che comprende una estremità di accoppiamento sporgente dall’involucro per ricevere coppia motrice,

una coppia di cuscinetti volventi che sono montati nell’involucro e comprendono ciascuno un anello rotante dotato di una cavità per accogliere e supportare due rispettive complementari porzioni cilindriche tra loro distanziate dell’albero a gomiti,

pistoni di pompaggio collegati ai gomiti dell’albero per essere movimentati alternativamente e generare così l’azione di pompaggio sul fluido quando l’albero ruota attorno al suo asse,

il metodo comprendendo la fase di

montare le porzioni cilindriche in dette cavità in modo che le prime restino assialmente mobili relativamente alle second, ovvero senza che vi sia incastro permanente tra le porzioni cilindriche e dette cavità. In altre parole, il diametro delle porzioni cilindriche è minore di quello di dette cavità. Dal fatto che i cuscinetti non sono calettati sull’albero sorgono parecchi vantaggi:

le operazioni di montaggio/smontaggio risultano semplificate e possono essere eseguite da personale non specializzato;

si semplificano e velocizzano le operazioni di montaggio rendendo anche più semplice la conversione della pompa da ingresso di coppia a destra o a sinistra;

i cuscinetti non necessitano di alcuna regolazione del gioco.

Anche se i cuscinetti non sono fissati solidalmente all’albero la specifica struttura della pompa fa sì che i cuscinetti durante l’uso diventino solidali all’albero. Infatti, la spinta di reazione dei pistoni è ortogonale all’asse dell’albero e la forza di attrito nascente dalla spinta dei pistoni crea una coppia resistente tra i cuscinetti e i gomiti dell’albero, sufficiente a mantenerli solidali tra loro.

Preferibilmente, il metodo prevede la fase di mettere grasso sui cuscinetti. Preferibilmente, il metodo prevede la fase di dotare i cuscinetti di tenute stagne tra cui mettere grasso. I cuscinetti sono così ingrassabili a vita, e lubrificati con grasso, più adatto per l’applicazione. L’efficacia di un lubrificante viene valutata in base alla capacità di formare un film sottile tra i corpi volventi e gli anelli del cuscinetto. Tale film sottile non si deve rompere perché causerebbe un contatto metallo su metallo, che porterebbe ad un aumento di temperatura e ad un’usura precoce di corpi volventi ed anelli. L’olio utilizzato nelle pompe ha proprietà inferiori al grasso in termini di viscosità, resistenza alle sollecitazioni e asporto di calore.

Un altro vantaggio è allora che i cuscinetti riducono la rumorosità della pompa e/o l’aumento di temperatura, con conseguente incremento della vita del cuscinetto.

Un altro vantaggio è che come lubrificante per i cuscinetti non si utilizza più l’olio dentro l’involucro, e il livello di tale olio può essere ridotto. La riduzione della quantità di olio comporta una riduzione dei costi oltre a ridurre le quantità di olio esausto da smaltire.

Preferibilmente, il metodo prevede la fase di montare una flangia solidalmente ad un o ciascun cuscinetto, la flangia essendo montata fissa sull’involucro come coperchio per la camera dove ruota l’albero a gomiti.

Un secondo aspetto dell’invenzione riguarda una pompa a pistoni per un fluido, la pompa comprendendo

un involucro,

un albero a gomiti che è montato all’interno all’involucro e che comprende una estremità di accoppiamento sporgente dall’involucro per ricevere coppia motrice,

ove le porzioni cilindriche sono montate in dette cavità in modo da restare assialmente mobili relativamente, ovvero senza che vi sia incastro permanente tra le porzioni cilindriche e dette cavità. In altre parole il diametro delle porzioni cilindriche è inferiore a quello di dette cavità.

Preferibilmente, nella pompa i cuscinetti comprendono tenute stagne tra cui è deposto grasso lubrificante.

Preferibilmente, un o ciascun cuscinetto è solidale ad una flangia montata fissa sull’involucro come coperchio per la camera dove ruota l’albero a gomiti.

Un cuscinetto può essere montato per interferenza sulla flangia, o il cuscinetto ha come parte integrale la flangia.

I vantaggi dell’invenzione saranno più chiari dalla seguente descrizione di una preferita forma realizzativa di una pompa, facendo riferimento all’allegato disegno in cui

- Fig.1 mostra una vista parziale di una pompa secondo l’invenzione;

- Fig.2 mostra una vista parziale di una seconda pompa secondo l’invenzione.

Nelle figure numeri uguali indicano parti uguali o concettualmente simili.

Una pompa 10 a pistoni (non mostrati) comprende un albero a gomiti 20 che è montato all’interno di un involucro 30 (mostrato solo parzialmente).

L’albero 20 comprende una estremità di accoppiamento 28 sporgente dall’involucro 30 per ricevere coppia motrice dall’esterno.

Nell’involucro 30 sono montati una coppia di cuscinetti volventi 40, 50 e comprendono ciascuno un anello rotante interno 42, 52 dotato di una cavità per accogliere e supportare due complementari porzioni cilindriche 22a, 22b tra loro distanziate dell’albero 20. I gomiti 26 dell’albero 20 azionano alternativamente dei pistoni di pompaggio (non mostrati) per generare l’azione di pompaggio sul fluido quando l’albero 20 ruota attorno al suo asse X.

Secondo una caratteristica dell’invenzione, le porzioni cilindriche 22a, 22b sono inserite negli anelli 42, 52 senza incastro forzato, in modo da restare mobili relativamente lungo X. Così le porzioni cilindriche 22a, 22b sono facilmente sfilabili dagli anelli 42, 52 in caso di manutenzione o montaggio. Quando l’albero 20 è spinto in rotazione all’estremità 22, i gomiti 26 subiscono una forza radiale dei pistoni diretta verso l’asse X. Questa forza genera sufficiente attrito tra le porzioni cilindriche 22a, 22b e gli anelli 42, 52 da mantenerli solidali.

Secondo un’opzione preferita, i cuscinetti 40, 50 comprendono tenute stagne 46, 56 tra cui è deposto grasso, per migliorare e concentrare localmente la lubrificazione dei cuscinetti 40, 50.

Preferibilmente, un o ciascun cuscinetto 40, 50 è solidale ad una flangia 60, 70 montata fissa sull’involucro 30 come coperchio per la camera dove ruota l’albero 20. Ne deriva una struttura semplificata per la pompa 10. Ogni cuscinetto 40, 50 può essere montato per interferenza sulla rispettiva flangia60, 70, o il cuscinetto e la flangia sono in pezzo unico.

Fig.1 mostra un esempio di albero con un’estremità di accoppiamento 28 di tipo maschio, ad es. simile ad un perno o un pignone. Fig. 2 mostra una variante di pompa 90 con un’estremità di accoppiamento 28b di tipo femmina, ad es. simile ad un manicotto cavo assialmente lungo X.

Si noti che i vantaggi dell’invenzione prescindono dalla struttura propria dei cuscinetti 40, 50, che possono essere ad es. cuscinetti a rulli conici, a rulli cilindrici o a sfere.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per produrre per una pompa a pistoni (16) per un fluido, la pompa comprendendo: un involucro (30), un albero (20) a gomiti che è montato all’interno dell’involucro e che comprende una estremità di accoppiamento (28; 28b) sporgente dall’involucro per ricevere coppia motrice, una coppia di cuscinetti volventi (40, 50) che sono montati nell’involucro e comprendono ciascuno un anello rotante (42, 52) dotato di una cavità per ivi accogliere e supportare due rispettive complementari porzioni cilindriche (22a, 22b) tra loro distanziate dell’albero a gomiti (20), pistoni di pompaggio collegati ai gomiti (26) dell’albero (20) per essere movimentati alternativamente e generare così l’azione di pompaggio sul fluido quando l’albero (20) ruota attorno al suo asse (X), il metodo comprendendo la fase di montare le porzioni cilindriche (22a, 22b) in dette cavità in modo che le prime restino assialmente mobili relativamente alle seconde.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui si mette grasso sui cuscinetti.
3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui si mette il grasso fra tenute stagne (46, 56) disposte sui cuscinetti.
4. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, con la fase di montare una flangia (60, 70) solidalmente ad un o ciascun cuscinetto (40, 50), la flangia (60, 70) essendo montata fissa sull’involucro (30) come coperchio per la camera dove ruota l’albero a gomiti (20).
5. Pompa a pistoni per un fluido, la pompa comprendendo: un involucro (30), un albero (20) a gomiti che è montato all’interno all’involucro e che comprende una estremità di accoppiamento (28, 28b) sporgente dall’involucro per ricevere coppia motrice, una coppia di cuscinetti volventi (40, 50) che sono montati nell’involucro e comprendono ciascuno un anello rotante (42, 52) dotato di una cavità per accogliere e supportare due rispettive complementari porzioni cilindriche (22a, 22b) tra loro distanziate dell’albero a gomiti (20), pistoni di pompaggio collegati ai gomiti (26) dell’albero per essere movimentati alternativamente e generare così l’azione di pompaggio sul fluido quando l’albero ruota attorno al suo asse (X), ove le porzioni cilindriche (22a, 22b) sono montate in dette cavità in modo da restare assialmente mobili relativamente tra loro.
6. Pompa secondo la rivendicazione 5, in cui i cuscinetti comprendono tenute stagne (46) tra cui è deposto grasso lubrificante.
7. Pompa secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui un o ciascun cuscinetto è solidale ad una flangia (60, 70) montata fissa sull’involucro come coperchio per la camera dove ruota l’albero a gomiti (20).
8. Pompa secondo la rivendicazione 7, in cui un o ciascun cuscinetto è montato per interferenza sulla rispettiva flangia, o un o ciascun cuscinetto ha come parte integrale la rispettiva flangia.