ITMO960104A1 - VOLUMETRIC ROTARY MACHINE - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION entitled:

MACCHINA VOLUMETRICA ROTATIVA. ROTARY VOLUMETRIC MACHINE.

RIASSUNTO SUMMARY

Una macchina volumetrica rotativa comprende un corpo (1) dotato di una cavità delimitata almeno in parte da una superficie di rivoluzione (2), all 'interno della quale è disposto un rotore (3) dotato di una paletta (5) che sporge radialmente e che presenta la propria estremità periferica molto prossima alla superficie di rivoluzione (2) . Fra quest'ultima e la superficie esterna del rotore (3) risulta individuata una camera anulare (4) . All 'interno del corpo (1) è situato un elemento di tenuta rotante (6), che è tangente alla superficie esterna del rotore (3) e che rotola su quest'ultima senza strisciamento. L'elemento di tenuta rotante (6) presenta un vano (7) dimensionato e sagomato per accogliere al proprio interno la paletta (5) durante il moto relativo. Una bocca d’ingresso (8) di un fluido e una bocca di uscita (9) sono situate, da parti opposte, in prossimità della zona di tangenza fra il rotore (3) e l 'elemento di tenuta (6). A rotary volumetric machine comprises a body (1) equipped with a cavity delimited at least in part by a surface of revolution (2), inside which a rotor (3) equipped with a vane (5) protruding radially and which has its peripheral end very close to the surface of revolution (2). An annular chamber (4) is identified between the latter and the external surface of the rotor (3). Inside the body (1) there is a rotating sealing element (6), which is tangent to the external surface of the rotor (3) and which rolls on the latter without sliding. The rotating sealing element (6) has a compartment (7) sized and shaped to accommodate the blade (5) inside it during relative motion. A fluid inlet (8) and an outlet (9) are located, on opposite sides, near the tangency area between the rotor (3) and the sealing element (6).

[Fig. 1] [Fig. 1]

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Forma oggetto del presente trovato una macchina volumetrica rotativa. Essa può trovare utile applicazione sia come macchina motrice, sia come macchina operatrice, sia come strumento di misura di una portata di fluido. In particolare può essere impiegata come motore idraulico, motore pneumatico, pompa idraulica, pompa pneumatica, pompa da vuoto, compressore, ventilatore, contatore, eccetera. The present invention relates to a rotary volumetric machine. It can find useful application both as a driving machine, as an operating machine, and as an instrument for measuring a flow of fluid. In particular, it can be used as a hydraulic motor, pneumatic motor, hydraulic pump, pneumatic pump, vacuum pump, compressor, fan, meter, etc.

Il trovato si riferisce ad una macchina che, mediante il moto relativo di organi, uno almeno dei quali rotante, pone in comunicazione un prestabilito volume riempito da un fluido con due ambienti separati a diversa pressione. The invention relates to a machine which, by means of the relative motion of members, at least one of which is rotating, puts in communication a predetermined volume filled by a fluid with two separate environments at different pressures.

E' già noto un numero elevatissimo di forme diverse di macchine di questo tipo. A puro titolo di esempio, per la realizzazione di efficaci pompe da vuoto sono impiegate delle macchine rotative (a palette radiali mobili) che presentano numerosi inconvenienti e limitazioni, come l'usura di parti meccaniche in moto di strisciamento relativo, la necessità di lubrificazione e di filtraggio dei lubrificanti, i non elevati rendimenti. A very large number of different forms of machines of this type are already known. By way of example only, rotary machines (with mobile radial vanes) are used to produce effective vacuum pumps, which have numerous drawbacks and limitations, such as wear of mechanical parts in relative sliding motion, the need for lubrication and filtering of lubricants, the not high yields.

Scopo del presente trovato è quello di superare gli inconvenienti e le limitazioni della tecnica nota, mediante una macchina volumetrica rotativa che non presenti parti meccaniche a contatto in moto relativo di strisciamento. The object of the present invention is to overcome the drawbacks and limitations of the known art, by means of a rotary volumetric machine which does not have mechanical parts in contact in relative sliding motion.

Un vantaggio del presente trovato è quello di essere costruttivamente semplice ed economico. An advantage of the present invention is that it is constructively simple and economical.

Un altro vantaggio è rappresentato dalla sua compattezza e dal suo ingombro relativamente ridotto. Another advantage is its compactness and relatively small footprint.

Tali scopi e vantaggi ed altri ancora sono tutti raggiunti dalla macchina in oggetto, così come essa risulta caratterizzata dalle rivendicazioni sottoriportate. These aims and advantages and others besides are all achieved by the machine in question, as it is characterized by the claims reported below.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente ritrovato meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di alcune forme preferite, ma non esclusive, di realizzazione del trovato medesimo, illustrate a titolo puramente esemplificativo, ma non limitativo, negli allegati disegni in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the following detailed description of some preferred, but not exclusive, embodiments of the same invention, illustrated purely by way of non-limiting example, in the attached drawings in which:

la figura 1 mostra una schematica sezione secondo il piano di traccia I-I della successiva figura 2 relativa ad una prima forma di realizzazione del trovato; Figure 1 shows a schematic section along the line I-I of the following Figure 2 relating to a first embodiment of the invention;

la figura 2 mostra una schematica sezione secondo il piano di traccia ΙΙ-ΙI di figura 1; figure 2 shows a schematic section according to the line ΙΙ-ΙI of figure 1;

la figura 3 mostra una schematica sezione trasversale di una seconda forma di realizzazione del trovato; figure 3 shows a schematic cross section of a second embodiment of the invention;

la figura 4 mostra una schematica sezione trasversale di una terza forma di realizzazione del trovato. Figure 4 shows a schematic cross section of a third embodiment of the invention.

Con riferimento alle menzionate figure 1 e 2, in una prima versione realizzativa, la macchina volumetrica rotativa in oggetto utilizzabile, ad esempio, come compressore o come pompa da vuoto comprende un corpo 1 dotato di una cavità delimitata almeno in parte da una superficie di rivoluzione 2, di forma cilindrica, all'interno della quale è disposto coassialmente un rotore 3 avente una superficie esterna di forma cilindrica, in modo che fra la superficie di rivoluzione 2 e la superficie esterna del rotore 3 risulti definita una camera anulare 4 di altezza radiale costante. With reference to the aforementioned figures 1 and 2, in a first embodiment, the rotary volumetric machine in question usable, for example, as a compressor or as a vacuum pump comprises a body 1 equipped with a cavity delimited at least in part by a surface of revolution 2, cylindrical in shape, inside which is coaxially arranged a rotor 3 having an outer surface of cylindrical shape, so that between the surface of revolution 2 and the outer surface of the rotor 3 there is defined an annular chamber 4 of radial height constant.

Il rotore 3 è dotato di una paletta 5 che sporge radialmente presentando la propria estremità periferica molto prossima alla superficie di rivoluzione 2. Il rotore 3 è calettato su di un albero 42 che è girevolmente accoppiato al corpo 1 e che riceve il moto da un motore esterno di tipo noto e non illustrato. Il verso di rotazione del rotore 3 è indicato da una freccia 41. The rotor 3 is equipped with a vane 5 which protrudes radially presenting its peripheral end very close to the surface of revolution 2. The rotor 3 is keyed on a shaft 42 which is rotatably coupled to the body 1 and which receives motion from a motor exterior of a known type and not illustrated. The direction of rotation of the rotor 3 is indicated by an arrow 41.

All'interno del corpo 1 è posto un elemento di tenuta rotante 6, la cui superficie esterna è di forma cilindrica, con asse parallelo a quello del rotore 3. L'elemento di tenuta 6 è calettato su di un albero 43 che è girevolmente accoppiato al corpo 1 e che riceve il moto dall'albero 42 del rotore 3 per mezzo di una trasmissione meccanica 40 ad ingranaggi esterna alla cavità del corpo 1. Inside the body 1 there is a rotating sealing element 6, whose external surface is cylindrical in shape, with axis parallel to that of the rotor 3. The sealing element 6 is keyed on a shaft 43 which is rotatably coupled to the body 1 and which receives the motion from the shaft 42 of the rotor 3 by means of a mechanical transmission 40 with gears external to the cavity of the body 1.

L'elemento di tenuta 6 è tangente alla superficie cilindrica esterna del rotore 3 ed è predisposto per rotolare su quest 'ultima senza strisciamento, nel verso indicato dalla freccia 44: a questo scopo il diametro della superficie cilindrica esterna del rotore 3 è uguale al diametro della superficie cilindrica esterna dell'elemento di tenuta 6 e il rapporto di trasmissione della trasmissione ad ingranaggi 40 è uguale ad uno. The sealing element 6 is tangent to the external cylindrical surface of the rotor 3 and is designed to roll on the latter without sliding, in the direction indicated by the arrow 44: for this purpose the diameter of the external cylindrical surface of the rotor 3 is equal to the diameter of the outer cylindrical surface of the sealing element 6 and the transmission ratio of the gear transmission 40 is equal to one.

La zona di tangenza fra il rotore 3 e l'elemento di tenuta rotante 6 rappresenta una zona di tenuta, come sarà meglio spiegato in seguito. L'elemento di tenuta rotante 6 presenta un vano 7 dimensionato e sagomato con larghe tolleranze per accogliere al proprio interno la paletta 5 del rotore 3 durante il moto relativo, senza che si verifichino contatti. Il rotore 3 e l'elemento di tenuta rotante 6 devono essere opportunamente fasati l'uno rispetto all'altro in modo che avvenga l'inserimento (senza contatto) della paletta 5 nel vano 7. La trasmissione meccanica 40 ad ingranaggi svolge in questo caso semplicemente la funzione di mantenere in fase fra di loro i movimenti di rotazione del rotore 3 e dell'elemento di tenuta 6. The area of tangency between the rotor 3 and the rotating sealing element 6 represents a sealing area, as will be better explained hereinafter. The rotating sealing element 6 has a compartment 7 sized and shaped with wide tolerances to accommodate the blade 5 of the rotor 3 inside it during relative motion, without any contact occurring. The rotor 3 and the rotating sealing element 6 must be suitably phased with respect to each other so that the blade 5 is inserted (without contact) into the compartment 7. The mechanical gear transmission 40 performs in this case simply the function of keeping the rotational movements of the rotor 3 and of the sealing element 6 in phase with each other.

Sono previste una bocca d'ingresso 8 e una bocca di uscita 9 che comunicano con la camera anulare 4 e che sono situate in prossimità e da parti opposte rispetto alla zona di tangenza fra il rotore 3 e l'elemento di tenuta 6. Si noti che le due bocche 8 e 9 sono disposte in modo che la paletta 5 percorra, dalla bocca d'ingresso 8 alla bocca di uscita 9, un arco di circonferenza notevolmente maggiore rispetto all'arco che la paletta 5 percorre dalla bocca di uscita 9 alla bocca d'ingresso 8. Le due bocche 8 e 9 sono collegate a due rispettivi ambienti a diversa pressione. In particolare, nell'utilizzazione della macchina come compressore, la bocca di uscita 9 può essere collegata al rispettivo ambiente (a pressione relativamente alta) per il tramite di un condotto, non illustrato, sul quale è predisposta una valvola di non ritorno che impedisce il ritorno di fluido dall'ambiente alla camera anulare 4. An inlet 8 and an outlet 9 are provided which communicate with the annular chamber 4 and which are located in proximity to and on opposite sides with respect to the tangency area between the rotor 3 and the sealing element 6. Note that the two mouths 8 and 9 are arranged so that the blade 5 travels, from the inlet 8 to the outlet 9, an arc of circumference considerably greater than the arc that the vane 5 runs from the outlet 9 to the inlet port 8. The two ports 8 and 9 are connected to two respective environments at different pressure. In particular, when the machine is used as a compressor, the outlet 9 can be connected to the respective environment (at relatively high pressure) by means of a duct, not shown, on which a non-return valve is arranged which prevents the return of fluid from the environment to the annular chamber 4.

Di seguito è descritto il funzionamento della macchina a partire dalla configurazione di figura 1 in cui la paletta 5, in rotazione nella camera anulare 4, sta passando davanti alla bocca d'ingresso 8. In questa fase un volume del fluido presente nell'ambiente a bassa pressione, comunicante con la bocca d'ingresso 8, ha occupato la camera anulare 4; la valvola di non ritorno situata fra la bocca di uscita 9 e l'altro ambiente, a più alta pressione, è chiusa. The operation of the machine is described below starting from the configuration of figure 1 in which the blade 5, rotating in the annular chamber 4, is passing in front of the inlet 8. In this phase, a volume of the fluid present in the low pressure, communicating with the inlet 8, has occupied the annular chamber 4; the non-return valve located between the outlet port 9 and the other environment, at higher pressure, is closed.

Appena la paletta 5 ha superato la bocca d'ingresso 8, fra questa e la bocca di uscita 9 rimane isolato un volume di fluido che comincia ad essere compresso dalla paletta 5 in rotazione. Ad un certo punto del percorso della paletta 5, per effetto del raggiungimento di una prestabilita pressione del fluido, la valvola di non ritorno automaticamente si apre, per cui il fluido compresso imprigionato nella camera anulare 4 comincia ad essere trasferito all'ambiente ad alta pressione attraverso la bocca di uscita 9. Durante questa fase le due bocche 8 e 9 sono isolate a tenuta l'una rispetto all'altra dall'azione di tenuta espletata dall'elemento di tenuta 6 che è tangente a contatto con la superficie cilindrica esterna del corpo 3. Inoltre la parte della camera anulare 4 che la paletta 5 si lascia alle spalle viene progressivamente riempita attraverso la bocca d'ingresso 8, per effetto dell'aspirazione creata dal movimento della medesima paletta 5. As soon as the blade 5 has passed the inlet mouth 8, a volume of fluid remains isolated between this and the outlet mouth 9 and begins to be compressed by the rotating blade 5. At a certain point in the path of the vane 5, due to the effect of reaching a predetermined pressure of the fluid, the non-return valve automatically opens, so that the compressed fluid trapped in the annular chamber 4 begins to be transferred to the environment at high pressure through the outlet port 9. During this phase, the two ports 8 and 9 are insulated with respect to each other by the sealing action performed by the sealing element 6 which is tangent in contact with the external cylindrical surface of the body 3. Furthermore, the part of the annular chamber 4 that the blade 5 leaves behind is progressively filled through the inlet mouth 8, due to the suction created by the movement of the blade 5 itself.

Appena la paletta 5 sorpassa la bocca di uscita 9, la valvola di non ritorno automaticamente torna a chiudersi; la paletta 5 prosegue il suo percorso senza interferire con l'elemento di tenuta 6 in virtù della presenza del vano 7, fino a tornare alla configurazione iniziale e ricominciare quindi un nuovo ciclo di lavoro. As soon as the blade 5 passes the outlet mouth 9, the non-return valve automatically closes again; the blade 5 continues its path without interfering with the sealing element 6 by virtue of the presence of the compartment 7, until it returns to the initial configuration and then starts a new work cycle.

Va sottolineato il fatto che, prima che la paletta 5 superi la bocca di uscita 9, l'elemento di tenuta 6 deve agire a contatto del rotore 3 per fare tenuta, mentre dopo che la paletta 5 ha superato la bocca di uscita 9 e fintantoché non ha di nuovo superato la bocca d'ingresso B, non occorre che l'elemento di tenuta 6 sia a contatto con il rotore 3. Ciò significa, in altri termini, che la zona di tangenza (e di tenuta) può già essere interessata dal passaggio del vano 7 subito dopo che la paletta 5 ha superato la bocca di uscita 9. Inoltre, l 'inserimento della paletta 5 nel vano 7 non solo avviene senza alcun contatto fra la paletta 5 e l'elemento di tenuta 6, ma avviene senza fare tenuta, cioè con la paletta 5 distante dalla superficie dell'elemento 6 che delimita il vano 7. Una vantaggiosa conseguenza di questo fatto è che il vano 7 può essere costruito in modo molto semplice ed economico, senza rispettare particolari tolleranze. Perciò la larghezza periferica, in direzione ci rconferenzi al e , del vano 7 può essere al limite uguale (ma non superiore) alla distanza circonferenziale fra le due bocche B e 9, senza compromettere la funzionalità della macchina, purché sia garantito il contatto (e la tenuta) nella zona di tangenza fra il rotore 3 e l'elemento di tenuta 6 durante il percorso che la paletta 5 compie dalla bocca d'ingresso 8 a quella di uscita 9. It should be emphasized that, before the blade 5 passes the outlet mouth 9, the sealing element 6 must act in contact with the rotor 3 to make a seal, while after the blade 5 has passed the outlet mouth 9 and as long as has not passed the inlet port B again, the sealing element 6 does not need to be in contact with the rotor 3. This means, in other words, that the tangency (and sealing) area may already be affected from the passage of the compartment 7 immediately after the vane 5 has passed the outlet mouth 9. Furthermore, the insertion of the vane 5 into the compartment 7 not only takes place without any contact between the vane 5 and the sealing element 6, but also occurs without making a seal, ie with the blade 5 distant from the surface of the element 6 which delimits the compartment 7. An advantageous consequence of this fact is that the compartment 7 can be constructed in a very simple and economical way, without respecting particular tolerances. Therefore, the peripheral width, in the direction referring to and, of the compartment 7 can be at the same limit (but not greater) than the circumferential distance between the two ports B and 9, without compromising the functionality of the machine, provided that contact is guaranteed (and the seal) in the area of tangency between the rotor 3 and the sealing element 6 during the path that the blade 5 makes from the inlet 8 to the outlet 9.

Nell'utilizzazione come pompa da vuoto la bocca d'ingresso 8 viene collegata con un ambiente chiuso dal quale viene aspirato fluido. La bocca di uscita 9 può essere posta in diretta comunicazione con l'ambiente esterno. When used as a vacuum pump, the inlet 8 is connected to a closed environment from which fluid is sucked. The outlet 9 can be placed in direct communication with the external environment.

Con riferimento alla figura 3, in una seconda versione realizzativa la macchina volumetrica rotativa in oggetto - anche in questo caso utilizzabile preferibilmente come pompa da vuoto o compressore -comprende un corpo 11 dotato di una cavità delimitata almeno in parte da una superficie di rivoluzione 12, di forma cilindrica, all'interno della quale è disposto coassialmente un rotore 13 avente una superficie esterna di forma cilindrica, in modo che fra la superficie di rivoluzione 12 e la superficie cilindrica esterna del rotore 13 risulti definita una camera anulare 14 di altezza radiale costante. Il verso di rotazione del rotore 13 è indicato da una freccia 45. With reference to Figure 3, in a second embodiment version the rotary volumetric machine in question - also in this case preferably usable as a vacuum pump or compressor - comprises a body 11 equipped with a cavity delimited at least in part by a revolving surface 12, cylindrical in shape, inside which a rotor 13 is coaxially arranged having an outer surface of cylindrical shape, so that between the surface of revolution 12 and the outer cylindrical surface of the rotor 13 there is defined an annular chamber 14 of constant radial height . The direction of rotation of the rotor 13 is indicated by an arrow 45.

Il rotore 13 è dotato di due palette 15 uguali che sono situate da parti diametralmente opposte e sporgono radialmente presentando le proprie estremità periferiche molto prossime alla superficie di rivoluzione 12. The rotor 13 is equipped with two equal blades 15 which are located on diametrically opposite sides and protrude radially, presenting their peripheral ends very close to the surface of revolution 12.

All'interno del corpo 11 è posto un elemento di tenuta rotante 16, la cui superficie esterna è di forma cilindrica, con asse parallelo a quello del rotore 13. La superficie cilindrica dell'elemento di tenuta rotante 16 ha un diametro esattamente uguale alla metà del diametro della superficie cilindrica esterna del rotore 13. Inside the body 11 there is a rotating sealing element 16, whose external surface is cylindrical in shape, with axis parallel to that of the rotor 13. The cylindrical surface of the rotating sealing element 16 has a diameter exactly equal to half the diameter of the outer cylindrical surface of the rotor 13.

L'elemento di tenuta 16 è tangente alla superficie esterna del rotore 13 ed è predisposto per rotolare su quest'ultimo senza strisciamento, nel verso indicato dalla freccia 46: a questo scopo l'elemento di tenuta 16 è comandato a ruotare ad una velocità di rotazione doppia rispetto a quella del rotore 13, per mezzo di una trasmissione ad ingranaggi, non illustrata, esterna alla cavità del corpo 11. The sealing element 16 is tangent to the external surface of the rotor 13 and is arranged to roll on the latter without sliding, in the direction indicated by the arrow 46: for this purpose the sealing element 16 is commanded to rotate at a speed of double rotation with respect to that of the rotor 13, by means of a gear transmission, not shown, external to the cavity of the body 11.

L'elemento di tenuta rotante 16 presenta un vano 17 dimensionato e sagomato per accogliere al proprio interno le palette 15 del rotore 13 durante il moto relativo, senza che si verifichino contatti . Il rotore 13 e l'elemento di tenuta rotante 16 devono essere opportunamente fasati l'uno rispetto all'altro, per lo stesso motivo già visto nella prima forma di realizzazione illustrata. The rotating sealing element 16 has a compartment 17 sized and shaped to accommodate the blades 15 of the rotor 13 during relative motion, without any contact occurring. The rotor 13 and the rotating sealing element 16 must be suitably phased with respect to each other, for the same reason already seen in the first embodiment illustrated.

Una bocca d'ingresso 18 e una bocca di uscita 19 comunicano con la camera anulare 14 e sono situate da parti opposte e vicine rispetto alla zona di tangenza fra il rotore 13 e l'elemento di tenuta 16. An inlet 18 and an outlet 19 communicate with the annular chamber 14 and are located on opposite and close sides with respect to the area of tangency between the rotor 13 and the sealing element 16.

Questa macchina, nell 'impiego come compressore, a differenza di quella di figura 1 prima descritta, può non richiedere l'uso di una valvola di non ritorno sulla bocca di uscita 19. In tal caso è però necessario sagomare il vano 17 in modo che l 'inserimento delle palette 15 nel vano 17 avvenga a tenuta, cioè facendo sì che ogni paletta 15 sfiori a brevissima distanza la superficie dell'elemento di tenuta 16 che delimita il vano 17. This machine, when used as a compressor, unlike that of Figure 1 described above, may not require the use of a non-return valve on the outlet 19. In this case, however, it is necessary to shape the compartment 17 so that the insertion of the vanes 15 into the compartment 17 takes place in a sealed manner, that is, causing each blade 15 to touch the surface of the sealing element 16 which delimits the compartment 17 at a very short distance.

La forma di realizzazione illustrata si presta ad essere utilizzata, oltre che come compressore e/o pompa da vuoto, anche come motore. In tal caso la bocca d'ingresso 18 diventerebbe la bocca di immissione di un fluido in pressione. The illustrated embodiment can be used not only as a compressor and / or vacuum pump, but also as a motor. In this case the inlet port 18 would become the inlet port for a pressurized fluid.

La terza versione realizzativa della macchina volumetrica rotativa in oggetto, mostrata in figura 4, trova utile impiego come macchina motrice. Essa comprende un corpo 21 dotato di una cavità delimitata almeno in parte da una superficie di rivoluzione 22, di forma cilindrica, all'interno della quale è disposto coassialmente un rotore 23 avente una superficie esterna di forma cilindrica, in modo che fra la superficie di rivoluzione 22 e la superficie esterna del rotore 23 risulti definita una camera anulare 24 di altezza radiale costante. Il verso di rotazione del rotore 23 è indicato da una freccia 47. The third embodiment of the volumetric rotary machine in question, shown in figure 4, finds useful use as a driving machine. It comprises a body 21 provided with a cavity delimited at least in part by a cylindrical-shaped surface of revolution 22, inside which a rotor 23 is coaxially arranged having an outer surface of cylindrical shape, so that between the surface of revolution 22 and the outer surface of the rotor 23 is defined as an annular chamber 24 of constant radial height. The direction of rotation of the rotor 23 is indicated by an arrow 47.

Il rotore 23 è dotato di tre palette 25 che sono uguali, angolarmente equi di stanzi ate, sporgenti radialmente e presentanti le proprie estremità periferiche molto vicine alla superficie di rivoluzione 22. All'interno del corpo 21 sono posti due elementi di tenuta rotanti 26, che sono situati in posizioni diametralmente opposte, hanno assi paralleli all'asse del rotore 23 e presentano superfici esterne di forma cilindrica. La superficie esterna cilindrica di ogni elemento di tenuta rotante 26 ha un diametro esattamente uguale ad un terzo del diametro della superficie cilindrica esterna del rotore 23. The rotor 23 is equipped with three vanes 25 which are equal, angularly equidistant, protruding radially and having their peripheral ends very close to the surface of revolution 22. Two rotating sealing elements 26 are placed inside the body 21, which are located in diametrically opposite positions, have axes parallel to the axis of the rotor 23 and have external surfaces of cylindrical shape. The cylindrical outer surface of each rotating sealing element 26 has a diameter exactly equal to one third of the diameter of the outer cylindrical surface of the rotor 23.

Ogni elemento di tenuta 26 è tangente alla superficie esterna del rotore 23 ed è predisposto per rotolare su quest'ultimo senza strisciamento, nel verso indicato dalle frecce 48: a questo scopo ogni elemento di tenuta 26 è comandato a ruotare ad una velocità di rotazione tripla rispetto a quella del rotore 23, per mezzo di una trasmissione meccanica ad ingranaggi, non illustrata, esterna alla cavità del corpo 21 . Each sealing element 26 is tangent to the external surface of the rotor 23 and is designed to roll on the latter without sliding, in the direction indicated by the arrows 48: for this purpose, each sealing element 26 is commanded to rotate at a triple rotation speed. with respect to that of the rotor 23, by means of a mechanical gear transmission, not shown, external to the cavity of the body 21.

Ogni elemento di tenuta rotante 26 presenta un vano 27 dimensionato e sagomato per accogliere al proprio interno le palette 25 del rotore 23 durante il moto relativo, senza che si verifichino contatti. Il rotore 23 e gli elementi di tenuta rotanti 26 devono essere opportunamente fasati tra loro. Anche in questo caso l'inserimento delle palette 25 nei vani 27 è mantenuto in fase dalla detta trasmissione meccanica ad i ngranaggi . Each rotating sealing element 26 has a compartment 27 sized and shaped to accommodate the blades 25 of the rotor 23 during relative motion, without any contact occurring. The rotor 23 and the rotating sealing elements 26 must be suitably phased together. Also in this case the insertion of the vanes 25 into the compartments 27 is kept in phase by the said mechanical transmission to the gears.

Sono previste, per ogni elemento di tenuta rotante 26, una bocca d'ingresso 28 e una bocca di uscita 29 che comunicano con la camera anulare 24 e che sono situate, da parti opposte, in prossimità della zona di tangenza fra la superficie cilindrica esterna del rotore 23 e la superficie cilindrica esterna del rispettivo elemento di tenuta 26. Come evidenziato in figura 4, le due bocche d'ingresso 28, una per ciascun elemento di tenuta 26, sono situate in posizioni diametralmente opposte; allo stesso modo sono posizionate le bocche di uscita 29. For each rotating sealing element 26, an inlet 28 and an outlet 29 are provided which communicate with the annular chamber 24 and which are located, on opposite sides, near the area of tangency between the external cylindrical surface of the rotor 23 and the outer cylindrical surface of the respective sealing element 26. As shown in Figure 4, the two inlet openings 28, one for each sealing element 26, are located in diametrically opposite positions; the outlets 29 are positioned in the same way.

La macchina di figura 4 comprende dei mezzi, di tipo noto e non illustrati, per introdurre un fluido in pressione nella camera anulare 24 attraverso le bocche d'ingresso 28. A questi mezzi, che possono comprendere ad esempio una sorgente di aria compressa, è associato un distributore, di tipo noto e non illustrato, che è capace di introdurre selettivamente il fluido in pressione attraverso l 'una o l'altra delle due bocche d'ingresso 28 secondo una sequenza in fase con le posizioni assunte dalle palette 25 rispetto agli elementi di tenuta 26, come sarà meglio spiegato in seguito. Nella configurazione operativa mostrata in figura 4, ad esempio, il distributore mette in comunicazione la sorgente di aria compressa con la bocca d'ingresso 28 posta in basso in figura, mentre chiude il collegamento con la bocca d'ingresso 28 posta in alto. The machine of figure 4 comprises means, of a known type and not illustrated, for introducing a pressurized fluid into the annular chamber 24 through the inlet openings 28. To these means, which may comprise for example a source of compressed air, is associated with a distributor, of a known type and not illustrated, which is capable of selectively introducing the fluid under pressure through one or the other of the two inlet ports 28 according to a sequence in phase with the positions assumed by the vanes 25 with respect to the sealing elements 26, as will be better explained below. In the operating configuration shown in Figure 4, for example, the distributor puts the source of compressed air in communication with the inlet 28 located at the bottom in the figure, while it closes the connection with the inlet 28 located at the top.

Di seguito viene descritto il funzionamento della macchina di figura 4, a partire dalla configurazione mostrata nella stessa figura, in cui soltanto l'elemento di tenuta 26 inferiore è a contatto (di puro rotolamento) con il rotore 23. Il fluido in pressione introdotto attraverso la bocca d'ingresso 28 inferiore agisce sulla paletta 25 in basso a sinistra spingendo il rotore 23 in rotazione. Proseguendo nella propria rotazione, l’elemento di tenuta 26 superiore entra in contatto con il rotore 23, dopo che la paletta 25 superiore ha già superato la bocca d'ingresso 28 superiore: a questo punto il distributore provvede ad introdurre il fluido in pressione proprio attraverso la bocca d'ingresso 28 superiore, per cui il fluido agisce sulla paletta 25 superiore. In seguito la paletta 25 in basso a destra con riferimento alla situazione di figura 4 - supera la bocca d'ingresso 28 inferiore, mentre l'elemento di tenuta 26 inferiore entra in contatto con il rotore 23: in questa situazione il distributore interviene nuovamente per far passare il fluido in pressione attraverso la bocca d'ingresso 28 inferiore. In sostanza l'inversione del distributore avviene ad ogni rotazione di un sesto di angolo giro del rotore 23. Il funzionamento della macchina in oggetto consente una rotazione estremamente continua e regolare del rotore 23 e permette altresì di evitare tempi morti. The operation of the machine of figure 4 is described below, starting from the configuration shown in the same figure, in which only the lower sealing element 26 is in contact (by pure rolling) with the rotor 23. The pressurized fluid introduced through the lower inlet 28 acts on the lower left vane 25 pushing the rotor 23 into rotation. Continuing in its rotation, the upper sealing element 26 comes into contact with the rotor 23, after the upper blade 25 has already passed the upper inlet 28: at this point the distributor introduces the fluid under its own pressure through the upper inlet 28, whereby the fluid acts on the upper blade 25. Then the vane 25 at the bottom right with reference to the situation of figure 4 - passes the lower inlet 28, while the lower sealing element 26 comes into contact with the rotor 23: in this situation the distributor intervenes again to let the pressurized fluid pass through the lower inlet 28. In substance, the inversion of the distributor occurs at each rotation of one sixth of an angle of rotation of the rotor 23. The operation of the machine in question allows an extremely continuous and regular rotation of the rotor 23 and also allows to avoid idle times.

E' possibile ovviamente prevedere, in altre forme di attuazione non illustrate, un numero diverso di palette, di elementi di tenuta rotanti e di vani sugli elementi di tenuta, tenendo sempre conto del fatto che il contatto fra questi ultimi e il rotore centrale deve avvenire per puro rotolamento, senza alcuno strisciamento. It is obviously possible to provide, in other embodiments not illustrated, a different number of vanes, rotating sealing elements and compartments on the sealing elements, always taking into account the fact that the contact between the latter and the central rotor must take place by pure rolling, without any sliding.

Come si è visto, le macchine sopra descritte, in tutte le versioni , non hanno organi meccanici che strisciano l 'uno sull 'altro. As we have seen, the machines described above, in all versions, do not have mechanical parts that slide one on top of the other.

Ovviamente al trovato potranno essere apportate numerose modifiche di natura pratico-applicativa dei dettagli costruttivi senza che, per altro, si esca dall ’ambito di protezione dell 'idea inventiva, come sotto rivendicata. Obviously, numerous modifications of a practical-applicative nature of the construction details can be made to the invention without, however, departing from the scope of protection of the inventive idea, as claimed below.

Claims (4)

RIVENDICAZIONI 1) Macchina volumetrica rotativa, caratterizzata per il fatto che comprende: un corpo (1, 11, 21) dotato di una cavità delimitata almeno in parte da una superficie di rivoluzione (2, 12, 22); un rotore (3, 13, 23), disposto coassialmente all'interno della superficie di rivoluzione (2, 12, 22) in modo che fra questa superficie e la superficie esterna del rotore (3, 13, 23) risulti definita una camera anulare (4, 14, 24), il rotore (3, 13, 23) essendo dotato di almeno una paletta (5, 15, 25) che sporge radialmente presentando la propria estremità periferica molto prossima alla superficie di rivoluzione (2, 12, 22); almeno un elemento di tenuta rotante (6, 16, 26), che è posto all'interno del detto corpo (1, 11, 21), è tangente alla superficie esterna del rotore (3, 13, 23) ed è predisposto per rotolare su quest’ultimo senza strisciamento, detto elemento di tenuta rotante (6, 16, 26) presentando almeno un vano (7, 17, 27) dimensionato e sagomato per accogliere al proprio interno la detta paletta (5, 15, 25) durante il moto relativo, senza che si verifichino contatti; una bocca d'ingresso (8, 18, 28) e una bocca di uscita (9, 19, 29), comunicanti con la detta camera anulare (4, 14, 24), situate da parti opposte e in prossimità rispetto alla zona di tangenza fra il rotore (3, 13, 23) e l'elemento di tenuta (6, 16, 26); mezzi per mantenere in fase fra di loro i movimenti di rotazione del rotore (3, 13, 23) e dell'elemento di tenuta (6, 16, 26). CLAIMS 1) Volumetric rotary machine, characterized by the fact that it includes: a body (1, 11, 21) provided with a cavity delimited at least in part by a surface of revolution (2, 12, 22); a rotor (3, 13, 23), arranged coaxially inside the surface of revolution (2, 12, 22) so that an annular chamber is defined between this surface and the external surface of the rotor (3, 13, 23) (4, 14, 24), the rotor (3, 13, 23) being equipped with at least one blade (5, 15, 25) which protrudes radially, presenting its peripheral end very close to the surface of revolution (2, 12, 22 ); at least one rotating sealing element (6, 16, 26), which is placed inside said body (1, 11, 21), is tangent to the external surface of the rotor (3, 13, 23) and is designed to roll on the latter without sliding, said rotating sealing element (6, 16, 26) presenting at least one compartment (7, 17, 27) sized and shaped to accommodate said blade (5, 15, 25) inside it during relative motion, without contact occurring; an inlet (8, 18, 28) and an outlet (9, 19, 29), communicating with the said annular chamber (4, 14, 24), located on opposite sides and in proximity to the tangency between the rotor (3, 13, 23) and the sealing element (6, 16, 26); means for maintaining in phase with each other the rotational movements of the rotor (3, 13, 23) and of the sealing element (6, 16, 26). 2) Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata per il fatto che la superficie di rivoluzione (2, 12, 22), la superficie esterna del rotore (3, 13, 23) e la superficie esterna dell'elemento di tenuta rotante (6, 16, 26) sono cilindriche. 2) Machine according to claim 1, characterized in that the surface of revolution (2, 12, 22), the external surface of the rotor (3, 13, 23) and the external surface of the rotating sealing element (6, 16, 26) are cylindrical. 3) Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che le superfici esterne del rotore (3) e dell'elemento di tenuta rotante (6) presentano identico diametro. 3) Machine according to claim 2, characterized in that the external surfaces of the rotor (3) and of the rotating sealing element (6) have an identical diameter. 4) Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata per il fatto che il rotore (13) presenta due palette (15) uguali diametralmente opposte e che la superficie cilindrica del detto elemento di tenuta rotante (16) ha un diametro esattamente uguale alla metà del diametro della superficie cilindrica esterna del rotore (13). Macchina secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata per il fatto che il rotore (23) presenta tre palette (25) angolarmente equi di stanzi ate e che sono previsti due elementi di tenuta rotanti (26) diametralmente opposti, le dette due bocche d'ingresso (28) essendo situate in posizioni pressoché diametralmente opposte, così come le dette due bocche di uscita (29); essendo previsti dei mezzi per introdurre un fluido in pressione nella camera anulare (24) attraverso le bocche d'ingresso (28), ai quali è associato un distributore, di tipo noto, che è capace di introdurre selettivamente il fluido attraverso l'una o l'altra delle due bocche d'ingresso (28) secondo una sequenza in fase con le posizioni assunte dalle palette (25) rispetto agli elementi di tenuta (26) . 6) Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata per il fatto che detti mezzi per mantenere in fase fra di loro i movimenti di rotazione del rotore (3) e dell 'elemento di tenuta (6) comprendono una trasmissione meccanica (40) esterna alla cavità del corpo (1). 7) Macchina secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure dei disegni allegati e per gli scopi sopra citati. 4) Machine according to claim 2, characterized in that the rotor (13) has two identical diametrically opposite blades (15) and that the cylindrical surface of the said rotating sealing element (16) has a diameter exactly equal to half the diameter of the outer cylindrical surface of the rotor (13). Machine according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor (23) has three vanes (25) which are angularly equidistant and that two diametrically opposite rotating sealing elements (26) are provided, the said two mouths inlet (28) being located in almost diametrically opposite positions, as well as said two outlet openings (29); means being provided for introducing a pressurized fluid into the annular chamber (24) through the inlet ports (28), to which a known type distributor is associated, which is capable of selectively introducing the fluid through one or more the other of the two inlet openings (28) according to a sequence in phase with the positions assumed by the vanes (25) with respect to the sealing elements (26). 6) Machine according to any one of the preceding claims, characterized in that said means for maintaining in phase with each other the rotational movements of the rotor (3) and of the sealing element (6) comprise an external mechanical transmission (40) to the body cavity (1). 7) Machine according to the preceding claims and according to what is described and illustrated with reference to the figures of the attached drawings and for the purposes mentioned above.