IT201800002995A1

IT201800002995A1 - Pompa a pistoni con testata semplificata

Info

Publication number: IT201800002995A1
Application number: IT102018000002995A
Authority: IT
Inventors: Enrico Vezzosi
Original assignee: Comet Spa
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2019-08-23
Also published as: CN110185607B; CN110185607A; US11319950B2; US20190264681A1

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“Pompa a pistoni con testata semplificata”

La presente invenzione ha per oggetto una pompa a pistoni.

L’invenzione si riferisce in particolare ad una pompa dotata di uno o più pistoni azionati in scorrimento alternato da un albero a gomito, al quale sono connessi mediante rispettive bielle.

L’estremità di ciascun pistone è mobile entro una camera di pompaggio che è posta in comunicazione con un condotto di aspirazione e con un condotto di mandata. Tra la camera di pompaggio ed i condotti di aspirazione e di mandata sono interposte rispettivamente una valvola di aspirazione ed una valvola di mandata. La valvola di aspirazione consente il passaggio del fluido dal condotto di aspirazione alla camera di pompaggio, mentre impedisce il passaggio inverso. La valvola di mandata consente invece il passaggio del fluido dalla camera di pompaggio al condotto di mandata, mentre impedisce il passaggio inverso.

Nelle pompe attualmente disponibili, le valvole di aspirazione e di mandata sono orientate perpendicolarmente tra loro. In sostanza, ciascuna valvola è disposta all’interno di una propria sede, di forma cilindrica, ricavata nella testata della pompa. Le due sedi sono orientate con i propri assi longitudinali perpendicolari tra loro, ciò per contenere gli ingombri della testata della pompa.

Per ragioni costruttive, ciascuna valvola deve essere introdotta nella propria sede dall’esterno della testata. A tal fine, ciascuna sede sfocia sulla superficie esterna della testata. Successivamente all’introduzione della relativa valvola, la sede può essere richiusa con un tappo a vite, che trattiene anche la valvola in posizione.

La realizzazione di sedi valvola che sboccano sulla superficie della testata, la realizzazione delle filettature dell’estremità delle sedi per consentire l’applicazione del tappo, nonché le predisposizioni di un tappo per ciascuna sede, richiedono tempi e costi di lavorazione non trascurabili. Anche il montaggio della pompa risente della necessità di applicare un tappo a vite per ciascuna valvola. Inoltre, il tappo della sede valvola di aspirazione è soggetto a un carico pulsante dovuto alla variazione della pressione dal valore di aspirazione a quello di mandata con conseguenti fenomeni di fatica che portano all’allentamento dei tappi e all’usura delle tenute del tappo.

Scopo della presente invenzione è di risolvere gli inconvenienti delle pompe attualmente disponibili.

Un vantaggio della pompa secondo la presente invenzione è di non richiedere sedi valvola che si aprono sulla superficie della testata.

Un altro vantaggio è quello di non richiedere tappi per la chiusura delle sedi valvola.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione dell’invenzione in oggetto, illustrata a titolo esemplificativo ma non limitativo nelle allegate figure in cui:

− la figura 1 mostra una vista in sezione di una pompa secondo la presente invenzione;

− la figura 2 mostra un ingrandimento della zona della testata (3) della pompa di figura 1.

La pompa a pistoni secondo la presente invenzione comprende un corpo principale (2), all’interno del quale sono disposti uno o più pistoni (5). Il corpo principale (2) contiene inoltre l’albero motore (M) della pompa e le bielle (B) di connessione tra l’albero motore (M) ed i pistoni (5). La descrizione che segue si riferisce ad un solo pistone (5), visibile nella sezione illustrata in figura 1, ma è valida per ciascun pistone di cui è dotata la pompa.

Ciascun pistone (5) è scorrevole lungo una direzione longitudinale (X) in una sede (21) cilindrica, disposta all’interno del corpo principale (2). Ciascun pistone è dotato di una testa (5a), che sporge all’esterno del corpo principale (2) e della sede (21) cilindrica.

La pompa comprende inoltre una testata (3), associata a tenuta al corpo principale (2) in corrispondenza di una superficie di accoppiamento (3a). Una camera di pompaggio (4) è ricavata nella testata (3). La testa (5a) del pistone (5) è scorrevole a tenuta nella camera di pompaggio (4) lungo la direzione longitudinale (X).

Nella forma di realizzazione rappresentata, la camera di pompaggio (4) è in forma di un vano cieco che si apre in corrispondenza della superficie di accoppiamento (3a) ed è allineata con la sede (21) del corpo principale (2) lungo la direzione longitudinale (X). La camera di pompaggio (4) è dotata di tenute (40) anulari, entro le quali è scorrevole la testa (5a) del pistone (5).

La pompa secondo la presente invenzione comprende una sede valvole (6), ricavata nella testata (3), che presenta un’apertura di accesso (6a) sulla superficie di accoppiamento (3a) ed è posta in comunicazione con un collettore di aspirazione (S), con un collettore di mandata (D) e con la camera di pompaggio (4). In sostanza, la sede valvole (6) è accessibile attraverso l’apertura di accesso (6a), e viene chiusa dal corpo principale (2) quando quest’ultimo è accoppiato a tenuta alla testata (3), in corrispondenza della superficie di accoppiamento (3a). La sede valvole (6) non ha ulteriori aperture di accesso, in quanto è sufficiente la sola apertura di accesso (6a), disposta sulla superficie di accoppiamento (3a) della testata, per l’introduzione delle valvole di aspirazione e di mandata (7,8).

Una valvola di aspirazione (7) ed una valvola di mandata (8) sono disposte a tenuta all’interno della sede valvole (6). In altri termini, sia la valvola di aspirazione (7), sia la valvola di mandata (8), necessarie per il corretto funzionamento del pistone (5), sono collocate all’interno di una medesima sede valvole (6).

Vantaggiosamente, con la testata (3) disaccoppiata dal corpo (2), le due valvole (7,8) possono essere inserite nella sede valvole (6) attraverso l’apertura di accesso (6a). In particolare, la sede valvole (6) presenta un fondo (6b) a contatto del quale può essere disposta una prima valvola (7). La seconda valvola (8) può essere inserita nella sede valvole (6) successivamente alla prima valvola (7). Nella forma di realizzazione rappresentata, la valvola di aspirazione (7) è inserita per prima nella sede valvole (6), posta a contatto del fondo (6b). La valvola di mandata (8) è inserita successivamente alla valvola di aspirazione (7). Una volta inserite entrambe le valvole (7,8), la testata (3) può essere accoppiata al corpo (2), richiudendo la sede valvole (6). In una soluzione alternativa, l’apertura di accesso (6a) della sede valvole (6) può essere chiusa tramite un tappo filettato o una piastra prima dell’accoppiamento della testata (3) al corpo (2).

Risulta quindi evidente la notevole semplificazione che la pompa secondo la presente invenzione consegue sia relativamente al montaggio/smontaggio delle valvole di aspirazione e di mandata (7,8), sia relativamente alla realizzazione della sede valvole (6). Per quanto riguarda il primo aspetto, la pompa secondo la presente invenzione non richiede l’utilizzo di tappi per chiudere le sedi delle valvole di aspirazione e mandata (7,8). Tutti i tempi necessari per l’applicazione o la rimozione di tali tappi, presenti nelle pompe attualmente disponibili, sono di fatto annullati. Inoltre, la realizzazione della sede valvole (6) può essere ottenuta sostanzialmente realizzando un foro nella testata (3) sulla superficie di accoppiamento (3a). Inoltre non è necessario realizzare alcuna filettatura per l’applicazione di un tappo di chiusura, in quanto la sede valvole (6) viene chiusa mediante l’accoppiamento con il corpo principale (2). Si elimina inoltre il problema della tensione pulsante sul tappo avvitato ed i conseguenti fenomeni di fatica che portano all’allentamento dei tappi e all’usura delle tenute del tappo. La sede valvole (6) è sostanzialmente in forma di un foro cieco, che si apre sulla superficie di accoppiamento (3a), a meno degli ulteriori passaggi di comunicazione che pongono in connessione la sede valvole (6) con il collettore di aspirazione (S), con il collettore di mandata (D) e con la camera di pompaggio (4).

Nella forma di realizzazione rappresentata, la sede valvole (6) presenta un asse longitudinale (Y). Preferibilmente, ma non necessariamente, l’asse longitudinale (Y) è parallelo alla direzione longitudinale (X) di scorrimento del pistone (5). Ciò consente di avvicinare la sede valvole (6) alla camera di pompaggio (4), cosicché è possibile ridurre le dimensioni della testata (3).

Le valvole di aspirazione (7) e di mandata (8) sono inserite nella sede valvole (6) concentricamente all’asse longitudinale (Y). La valvola di aspirazione (7) presenta un’apertura di ingresso (71), posta in comunicazione con il collettore di aspirazione (S), ed un’apertura di uscita (72), posta in comunicazione con la camera di pompaggio (4). La valvola di mandata (8), a sua volta, presenta un’apertura di ingresso (81), posta in comunicazione con la camera di pompaggio (4), ed un’apertura di uscita (82), posta in comunicazione con il collettore di mandata (D). L’apertura di uscita (72) della valvola di aspirazione (7) è rivolta verso l’apertura di ingresso (81) della valvola di mandata (8).

La valvola di aspirazione (7) è mobile tra una posizione di apertura, nella quale consente la comunicazione tra il collettore di aspirazione (S) e la camera di pompaggio (4), ed una posizione di chiusura, nella quale impedisce la comunicazione tra il collettore di aspirazione (S) e la camera di pompaggio (4). A sua volta, la valvola di mandata (8) è mobile tra una posizione di apertura, nella quale consente la comunicazione tra il collettore di mandata (D) e la camera di pompaggio (4), ed una posizione di chiusura, nella quale impedisce la comunicazione tra il collettore di mandata (D) e la camera di pompaggio (4).

A tal fine, ciascuna valvola (7,8) è dotata di un proprio otturatore, sospinto verso la posizione di chiusura da un mezzo elastico, ad esempio una molla.

Nella forma di realizzazione rappresentata, ciascuna valvola (7,8) comprende un corpo (7a,8a), dotato di guarnizioni per inserirsi a tenuta nella sede valvole (6). La valvola di aspirazione (7) comprende un otturatore (7b) mobile lungo l’asse longitudinale (Y) tra la posizione di apertura, nella quale è discosto da una sede di tenuta (7c), e la posizione di chiusura, nella quale è a contatto della sede di tenuta (7c). Una molla sospinge l’otturatore (7b) verso la posizione di chiusura.

Analogamente, la valvola di mandata (8) comprende un otturatore (8b) mobile lungo l’asse longitudinale (Y) tra la posizione di apertura, nella quale è discosto da una sede di tenuta (8c), e la posizione di chiusura, nella quale è a contatto della sede di tenuta (8c). Una molla sospinge l’otturatore (8b) verso la posizione di chiusura.

Le valvole di aspirazione e mandata (7,8) sono disposte in modo che la spinta esercitata dai mezzi elastici o molle sia concorde, ovvero rivolta nello stesso verso. In questo modo, durante la corsa di aspirazione del pistone (5), ovvero durante la corsa che aumenta il volume della camera di pompaggio (4), la valvola di aspirazione (7) si porta in posizione di apertura, mentre la valvola di mandata (8) si porta in posizione di chiusura. Infatti, la depressione prodotta nella camera di pompaggio produce una spinta sull’otturatore della valvola di aspirazione (7) che lo porta in posizione di apertura. La medesima depressione mantiene l’otturatore della valvola di mandata (8) in posizione di chiusura.

Durante la corsa di mandata del pistone (5), ovvero durante la corsa che riduce il volume della camera di pompaggio (4), la valvola di aspirazione si porta in posizione di chiusura, mentre la valvola di mandata si porta in posizione di apertura. Infatti, la pressione prodotta nella camera di pompaggio produce una spinta sull’otturatore della valvola di aspirazione (7), concorde con la spinta esercitata dal mezzo elastico, che lo porta in posizione di chiusura. La medesima pressione spinge l’otturatore della valvola di mandata (8) in posizione di apertura, in contrasto con l’azione dei mezzi elastici.

La camera di pompaggio (4) è posta in comunicazione con la sede valvole (6) tramite un condotto di raccordo (41), ricavato nella testata (3) lungo una direzione perpendicolare alla direzione longitudinale (X).

La conformazione e la disposizione della sede valvole (6) consente di ricavare il collettore di mandata (D) nella testata (3), in uno spazio compreso tra il pistone (5) e la sede valvole (6). Ciò consente di ridurre l’ingombro della testata (3). In particolare, il collettore di mandata (D) può essere disposto a fianco della sede valvole (6), in comunicazione con l’apertura di uscita (82) della valvola di mandata (8).

La conformazione e la disposizione della sede valvole (6) consente inoltre di ricavare il collettore di aspirazione (S) nella testata (3), in posizione prossima alla sede valvole (6). Nella forma di realizzazione rappresentata, il collettore di aspirazione (S) può essere disposto in prossimità della sede valvole (6), in comunicazione con l’apertura di ingresso (71) della valvola di aspirazione attraverso un passaggio (6c).

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Pompa a pistoni, comprendente: un corpo principale (2); una testata (3), associata a tenuta al corpo principale (2) in corrispondenza di una superficie di accoppiamento (3a); una camera di pompaggio (4), almeno una porzione della quale è ricavata nella testata (3); un pistone (5), dotato di una testa (5a) scorrevole a tenuta nella camera di pompaggio (4) lungo una direzione longitudinale (X); caratterizzata dal fatto di comprendere: una sede valvole (6), ricavata nella testata (3), che presenta un’apertura di accesso (6a) sulla superficie di accoppiamento (3a) ed è posta in comunicazione con un collettore di aspirazione (S), con un collettore di mandata e con la camera di pompaggio (D); una valvola di aspirazione (7) ed una valvola di mandata (8) disposte a tenuta all’interno della sede valvole (6); in cui la valvola di aspirazione (7) è mobile tra una posizione di apertura, nella quale consente la comunicazione tra il collettore di aspirazione (S) e la camera di pompaggio (4), ed una posizione di chiusura, nella quale impedisce la comunicazione tra il collettore di aspirazione (S) e la camera di pompaggio (4); ed in cui la valvola di mandata (8) è mobile tra una posizione di apertura, nella quale consente la comunicazione tra il collettore di mandata (D) e la camera di pompaggio (4), ed una posizione di chiusura, nella quale impedisce la comunicazione tra il collettore di mandata (D) e la camera di pompaggio (4).
2) Pompa secondo la rivendicazione 1, in cui la sede valvole (6) presenta un asse longitudinale (Y), ed in cui le valvole di aspirazione (7) e di mandata (8) sono inserite nella sede valvole (6) concentricamente all’asse longitudinale (Y).
3) Pompa secondo la rivendicazione 2, in cui: la valvola di aspirazione (7) presenta un’apertura di ingresso (71), posta in comunicazione con il collettore di aspirazione (S), ed un’apertura di uscita (72), posta in comunicazione con la camera di pompaggio (4); la valvola di mandata (8) presenta un’apertura di ingresso (81), posta in comunicazione con la camera di pompaggio (4), ed un’apertura di uscita (82), posta in comunicazione con il collettore di mandata (D); l’apertura di uscita (72) della valvola di aspirazione (7) è rivolta verso l’apertura di ingresso (81) della valvola di mandata (8).
4) Pompa secondo la rivendicazione 1, in cui la sede valvole (6) presenta un asse longitudinale (Y) parallelo alla direzione longitudinale (X) di scorrimento del pistone (5).
5) Pompa secondo la rivendicazione 4, in cui la camera di pompaggio (4) è posta in comunicazione con la sede valvole (6) tramite un condotto di raccordo (41), ricavato nella testata (3) lungo una direzione perpendicolare alla direzione longitudinale (X).
6) Pompa secondo la rivendicazione 1, in cui il collettore di mandata (D) è ricavato nella testata (3), in uno spazio compreso tra il pistone (5) e la sede valvole (6).
7) Pompa secondo la rivendicazione 1, in cui il collettore di aspirazione (S) è ricavato nella testata (3), in posizione prossima alla sede valvole (6).
8) Pompa secondo la rivendicazione 1, in cui l’apertura di accesso (6a) della sede valvole (6) è chiusa da un tappo avvitato o da una piastra.