ITPR20090042A1

ITPR20090042A1 - Compressore a vite

Info

Publication number: ITPR20090042A1
Application number: IT000042A
Authority: IT
Inventors: Paolo Cavatorta; Umberto Tomei
Original assignee: Robuschi S P A
Priority date: 2009-05-21
Filing date: 2009-05-21
Publication date: 2010-11-22
Also published as: CN102197224B; EP2326844A1; US8702409B2; WO2010133981A1; EP2326844B1; RU2011152118A; PL2326844T3; KR20120011836A; ES2391941T3; US20110189044A1; JP2012527571A; CN102197224A; JP5639157B2; AU2010250849A1; BRPI1010923B1; KR101300826B1; AU2010250849B2; BRPI1010923A2; IT1394590B1; RU2526128C2

Description

â€œCOMPRESSORE A VITEâ€

La presente invenzione ha per oggetto un compressore a vite per aria o gas, in particolare per impiego sia in pressione (ad esempio nel trasporto di granulati o polveri, oppure nel trattamento delle acque) sia in vuoto (ad esempio nellâ€™aspirazione di gas, fumi o vapori).

Come Ã ̈ noto, un compressore a vite comprende almeno un rotore maschio ed almeno un rotore femmina ingrananti tra loro durante la rotazione attorno a rispettivi assi ed alloggiati entro un corpo contenitore. Ciascuno dei due rotori presenta rilievi elicoidali che ingranano in corrispondenti scanalature elicoidali dellâ€™altro rotore. Sia il rotore maschio che il rotore femmina mostrano, in sezione trasversale, un prefissato numero di lobi (o denti) corrispondenti ai loro rilievi e di vani corrispondenti alle loro scanalature. Il numero di lobi del rotore maschio puÃ² essere diverso dal numero di lobi del rotore femmina. GiÃ negli anni â€™70, i profili simmetrici dei lobi e dei vani dei rotori furono sostituiti da profili asimmetrici per migliorare lâ€™efficienza volumetrica dei compressori a vite.

Come in tutti i compressori volumetrici, il rendimento volumetrico del compressore a vite Ã ̈ determinato dai giochi fra i due rotori e fra i rotori ed il corpo che li contiene (formato da due cilindri tra loro collegati). Inoltre, il rendimento volumetrico del compressore a vite Ã ̈ influenzato dallâ€™apertura compresa tra la cuspide del corpo contenitore e la testa dei due rotori allâ€™inizio del loro ingranamento. Attraverso lâ€™apertura, si mette in comunicazione il gas racchiuso tra i vani dei rotori con la zona di aspirazione del compressore, pertanto il gas rifluisce verso questâ€™ultima ed il rendimento volumetrico cala. In sezione trasversale, a tale apertura corrisponde unâ€™area di perdita (comunemente nota con il termine inglese â€œblow hole areaâ€ ) avente la forma di un triangolo con lati curvilinei costituiti dai raccordi di testa dei lobi dei due rotori. Lâ€™area di perdita deve essere minimizzata mediante unâ€™accurata progettazione dei profili dei rotori in modo tale da massimizzare il rendimento volumetrico.

Partendo dalla definizione del profilo di uno dei due rotori (ad esempio il rotore femmina) e applicando il principio dei â€œprofili coniugatiâ€ ripreso dalla teoria degli ingranaggi e delle ruote dentate, Ã ̈ possibile ottenere il profilo dellâ€™altro rotore (in questo caso, il rotore maschio). Si ricorda, per completezza, che due profili sono coniugati se e solo se un profilo inviluppa le varie posizioni che lâ€™altro profilo assume nel moto relativo definito dalle due polari (nello specifico dei rotori, le polari sono circonferenze). Lâ€™applicazione del principio dei profili coniugati per la generazione dei rotori di un compressore a vite Ã ̈ descritta, ad esempio, nel documento US5454701.

Unâ€™altra possibilitÃ di generazione dei profili dei due rotori prevede lâ€™impiego di una medesima cremagliera generatrice, come mostrato ad esempio nei documenti WO97/43550, US4643654 e GB2418455. Facendo rotolare senza strisciamento la polare del profilo della cremagliera generatrice rispettivamente sulla polare del rotore maschio e sulla polare del rotore femmina, i profili dei due rotori vengono determinati come inviluppo delle posizioni assunte dal profilo cremagliera stesso.

Una della problematiche da affrontare nella progettazione dei profili dei rotori di un compressore a vite riguarda la definizione dei loro profili tramite utensili di taglio, i quali tendono ad usurarsi facilmente. In particolare, la costruzione del rotore femmina Ã ̈ particolarmente critica in quanto il ridotto spessore dei suoi lobi limita gli sforzi ammissibili durante la fase di taglio dei lobi medesimi.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione Ã ̈ proporre un compressore a vite che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citata.

In particolare, Ã ̈ scopo della presente invenzione rendere disponibile un compressore a vite di facile costruzione ed economico tramite lâ€™impiego di utensili di taglio di facile fabbricazione nei quali lâ€™usura sia ridotta rispetto alle soluzioni note.

Altro scopo della presente invenzione Ã ̈ proporre un compressore a vite che consenta di ottimizzare lâ€™efficienza volumetrica, cioÃ ̈ di massimizzare il volume trasportato in una rotazione completa dei due rotori.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un compressore a vite, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o piÃ¹ delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un compressore a vite, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 illustra una sezione trasversale di un compressore a vite, secondo la presente invenzione; - la figura 2 illustra una sezione trasversale di una porzione (lobo del rotore maschio) del compressore a vite di figura 1;

- la figura 3 illustra una sezione trasversale di una diversa porzione (vano del rotore femmina) del compressore a vite di figura 1;

- la figura 4a illustra il grafico di una prima forma realizzativa di un profilo cremagliera impiegato per la costruzione del compressore di figura 1;

- la figura 4b illustra un ingrandimento di una porzione del profilo cremagliera di figura 4a;

- la figura 5a illustra il grafico di una seconda forma realizzativa di un profilo cremagliera impiegato per la costruzione del compressore di figura 1;

- la figura 5b illustra un ingrandimento di una porzione del profilo cremagliera di figura 5a;

- la figura 6 illustra una porzione (prima curva) del profilo cremagliera di figura 4 e 5 e la relativa modalitÃ di costruzione;

- la figura 7 illustra lâ€™area di perdita del compressore a vite di figura 1, in una configurazione di maggiore vicinanza, in sezione trasversale.

Con riferimento alle figure, con 1 Ã ̈ stato indicato un compressore a vite comprendente almeno un rotore maschio 2 ed almeno un rotore femmina 3, tra loro coniugati. Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, sono presenti un solo rotore maschio 2 ed un solo rotore femmina 3 alloggiati entro un corpo 8 contenitore (parzialmente illustrato in figura 7). In particolare, tale corpo 8 contenitore Ã ̈ ottenuto dallâ€™unione di due cilindri tra loro comunicanti in modo tale da definire unâ€™unica cavitÃ di alloggiamento dei rotori 2, 3. In una forma realizzativa alternativa (non illustrata), sono presenti una pluralitÃ di coppie coniugate di rotori maschi 2 e di rotori femmina 3. Come illustrato in figura 1, il rotore maschio 2 ruota attorno ad un primo asse O1 di rotazione, mentre il rotore femmina 3 ruota attorno ad un secondo asse O2 di rotazione. In particolare, il primo asse O1 si trova ad una distanza I (comunemente nota con il termine di â€œinterasseâ€ ) dal secondo asse O2 di rotazione. Il primo asse O1 ed il secondo asse O2 sono tra loro paralleli.

Ciascuno di detti rotori 2, 3 presenta rilievi elicoidali che ingranano in scanalature elicoidali ricavate tra corrispondenti rilievi elicoidali dellâ€™altro rotore 2, 3. In tal modo, in sezione trasversale, il rotore maschio 2 mostra lobi 4 (o denti) e vani 6 ingrananti in corrispondenti vani 5 e lobi 7 (o denti) del rotore femmina 3.

La figura 2 illustra i parametri notevoli che caratterizzano il rotore maschio 2. In particolare, Ã ̈ individuata una circonferenza Cp1 primitiva del rotore maschio 2, corrispondente anche alla polare del rotore maschio 2. La misura del raggio Rp1 della circonferenza Cp1 del rotore maschio 2 Ã ̈ proporzionale al numero di lobi 4 del rotore maschio 2. Ciascun lobo 4 del rotore maschio 2 si estende prevalentemente allâ€™esterno della corrispondente circonferenza Cp1 primitiva fino a raggiungere una circonferenza Ce1 esterna del rotore maschio 2. La rimanente parte del lobo 4 del rotore maschio 2 si estende allâ€™interno della corrispondente circonferenza Cp1 primitiva fino a raggiungere una circonferenza Cf1 di fondo del rotore maschio 2. Il raggio Rf1 della circonferenza Cf1 di fondo Ã ̈ minore del raggio Rp1 della circonferenza Cp1 primitiva, il quale Ã ̈ a sua volta minore del raggio Re1 della circonferenza Ce1 esterna del rotore maschio 2.

Si definisce addendum h1 del rotore maschio 2 la distanza tra la circonferenza Cp1 primitiva e la circonferenza Ce1 esterna del rotore maschio 2. Tale addendum h1 del rotore maschio 2 corrisponde alla differenza tra il valore del raggio Re1 della circonferenza Ce1 esterna ed il valore del raggio Rp1 della circonferenza Cp1 primitiva del rotore maschio 2. La figura 3 illustra i parametri notevoli che caratterizzano il rotore femmina 3. In particolare, Ã ̈ individuata una circonferenza Cp2 primitiva del rotore femmina 3, corrispondente anche alla polare del rotore femmina 3. La misura del raggio Rp2 della circonferenza Cp2 del rotore femmina 3 Ã ̈ proporzionale al numero di lobi 7 del rotore femmina 3. Preferibilmente, il numero di lobi 7 del rotore femmina 3 Ã ̈ diverso dal numero di lobi 4 del rotore maschio 2. Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, il numero di lobi 4 del rotore maschio 2 Ã ̈ pari a tre, mentre il numero di lobi 7 del rotore femmina 3 Ã ̈ pari a 5.

Ciascun vano 5 del rotore femmina 3 si sviluppa prevalentemente allâ€™interno della corrispondente circonferenza Cp2 primitiva fino a raggiungere una circonferenza Cf2 di fondo del rotore femmina 3. La rimanente parte del vano 5 del rotore femmina 3 si sviluppa allâ€™esterno della corrispondente circonferenza Cp2 primitiva fino a raggiungere una circonferenza Ce2 esterna del rotore femmina 3. Il raggio Rf2 della circonferenza Cf2 di fondo Ã ̈ minore del raggio Rp2 della circonferenza Cp2 primitiva, il quale Ã ̈ a sua volta minore del raggio Re2 della circonferenza Ce2 esterna del rotore femmina 3.

Si definisce addendum h2 del rotore femmina 3 la distanza tra la circonferenza Cp2 primitiva e la circonferenza Ce2 esterna del rotore femmina 3. Tale addendum h2 del rotore femmina 3 corrisponde alla differenza tra il valore del raggio Re2 della circonferenza Ce2 esterna ed il valore del raggio Rp2 della circonferenza Cp2 primitiva del rotore femmina 3. Come visibile in figura 1, ciascun lobo 4 del rotore maschio 2 presenta un primo spessore T01 misurato sulla relativa circonferenza Cp1 primitiva, mentre ciascun lobo 7 del rotore femmina 3 presenta un secondo spessore T02 misurato sulla relativa circonferenza Cp2 primitiva.

Ciascun vano 5 del rotore femmina 3 presenta almeno un fianco FS2 raccordato al consecutivo lobo 7 del rotore femmina 3 (cioÃ ̈ alla circonferenza Ce2 esterna del rotore femmina 3) mediante un primo arco a di circonferenza avente un raggio di lunghezza RT2 predefinita. Preferibilmente, la lunghezza RT2 del raggio del primo arco a Ã ̈ variabile tra un valore minimo pari allâ€™addendum h2 del rotore femmina 3 moltiplicato per 1.1, ed un valore massimo pari allâ€™addendum h2 del rotore femmina 3 moltiplicato per 1.5.

Come visibile dalla figura 3, ciascun vano 5 del rotore femmina 3 presenta due fianchi FA2, FS2 di estensione diversa e coniugati con due rispettivi fianchi FA1, FS1 (anchâ€™essi di estensione diversa) del lobo 4 del rotore maschio 2. Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, il fianco FA1 di maggior estensione del lobo 4 del rotore maschio 2 Ã ̈ quello che avanza nel senso di rotazione di detto rotore maschio 2, mentre il fianco FS1 di minor estensione del lobo 4 del rotore maschio 2 Ã ̈ quello che segue nel senso di rotazione del rotore maschio 2 stesso. Il fianco FA2 di maggior estensione del vano 5 del rotore femmina 3 Ã ̈ quello che avanza nel senso di rotazione di detto rotore femmina 3, mentre il fianco FS2 di minor estensione del vano 5 del rotore femmina 3 Ã ̈ quello che segue nel senso di rotazione del rotore femmina 3 stesso. Preferibilmente, i due fianchi FA1, FS1 di ciascun lobo 4 del rotore maschio 2 sono raccordati mediante un secondo arco b di circonferenza avente un raggio di lunghezza RT1 predefinita. Preferibilmente, la lunghezza RT1 del raggio del secondo arco b Ã ̈ variabile tra un valore minimo pari al doppio della lunghezza RT2 predefinita del raggio di detto primo arco a, ed un valore massimo pari alla lunghezza RT2 predefinita del raggio di detto primo arco a moltiplicata per 2.5.

Come illustrato in figura 3, detto primo arco a di circonferenza raccorda il fianco FS2 di minor estensione di ciascun vano 5 del rotore femmina 3 al consecutivo lobo 7 del rotore femmina 3. Invece, il fianco FA2 di maggior estensione del vano 5 del rotore femmina 3 Ã ̈ raccordato al consecutivo lobo 7 del rotore femmina 3 (cioÃ ̈ alla circonferenza Ce2 esterna del rotore femmina 3) mediante una curva c2 di raccordo.

I lobi 4 del rotore maschio 2 ed i vani 5 del rotore femmina 3 hanno profili generati, almeno parzialmente, per inviluppo con un profilo p cremagliera individuato su un riferimento cartesiano (X, Y) ed avente la polare coincidente con lâ€™asse delle ordinate Y. In questo contesto, la dicitura â€œalmeno parzialmenteâ€ sta ad indicare che le porzioni di profilo dei lobi 4 del rotore maschio 2 aventi sviluppo allâ€™esterno della relativa circonferenza Cp1 primitiva e le porzioni di profilo dei vani 5 del rotore femmina 3 aventi sviluppo allâ€™interno della relativa circonferenza Cp2 primitiva sono generate per inviluppo con detto profilo p cremagliera. Preferibilmente, i lobi 4 del rotore maschio 2 ed i vani 5 del rotore femmina 3 hanno profili generati interamente per inviluppo con detto profilo p cremagliera. CiÃ² significa che anche le porzioni di profilo dei lobi 4 del rotore maschio 2 aventi sviluppo allâ€™interno della relativa circonferenza Cp1 primitiva e le porzioni di profilo dei vani 5 del rotore femmina 3 aventi sviluppo allâ€™esterno della relativa circonferenza Cp2 primitiva sono generate per inviluppo con detto profilo p cremagliera.

Il profilo del rotore maschio 2 Ã ̈ generato per inviluppo delle posizioni assunte dal profilo p cremagliera quando la polare (cioÃ ̈ lâ€™asse delle ordinate Y) del profilo p cremagliera rotola senza strisciare sulla polare (cioÃ ̈ sulla circonferenza Cp1 primitiva) del rotore maschio 2. Il profilo del rotore femmina 3 Ã ̈ generato per inviluppo delle posizioni assunte dal profilo p cremagliera quando la polare (cioÃ ̈ lâ€™asse delle ordinate Y) del profilo p cremagliera rotola senza strisciare sulla polare (cioÃ ̈ sulla circonferenza Cp2 primitiva) del rotore femmina 3.

In particolare, i profili dei lobi 4 del rotore maschio 2 e dei vani 5 del rotore femmina 3 presentano porzioni generate per inviluppo con una prima curva z1 del profilo p cremagliera (si vedano le figure 4a, 4b, 5a e 5b). Tale prima curva z1 presenta, sul riferimento cartesiano (X, Y), uno sviluppo compreso tra un primo punto H ed un secondo punto Q. Tale primo punto H giace sullâ€™asse delle ascisse X ad una distanza da unâ€™origine O del riferimento cartesiano (X, Y) pari allâ€™addendum h1 del rotore maschio 2. Vantaggiosamente, tale prima curva z1 presenta convessitÃ rivolta nel verso positivo dellâ€™asse delle ascisse X.

Preferibilmente, detta prima curva z1 Ã ̈ un ramo di iperbole in cui un generico punto S presenta coordinate (XS, YS) definite dalle seguenti equazioni:

XS = (h1 RA) â€“ RA / cos

YS = - HB tg .

Tali equazioni sono parametriche, cioÃ ̈ espresse in funzione di un primo parametro RA, di un secondo parametro HB e di un terzo parametro . Vantaggiosamente, tale prima curva z1 Ã ̈ costruita a partire da una circonferenza u ausiliaria e da una retta r ausiliaria, come mostrato in figura 6. In particolare, la circonferenza u ausiliaria ha centro C giacente sullâ€™asse delle ascisse X ed Ã ̈ tangente al profilo p cremagliera in detto primo punto H. La retta r ausiliaria Ã ̈ parallela allâ€™asse della ordinate Y ed interseca lâ€™asse delle ascisse X tra detto primo punto H ed il centro C della circonferenza u ausiliaria. Il primo parametro RA rappresenta la misura di un raggio della circonferenza u ausiliaria. Pertanto, il centro C della circonferenza u ausiliaria si trova ad una distanza dallâ€™origine O del riferimento cartesiano (X, Y) pari alla somma dellâ€™addendum h1 del rotore maschio 2 e della misura RA del raggio della circonferenza u ausiliaria. Preferibilmente, il primo parametro RA Ã ̈ variabile tra un valore minimo pari alla distanza di interasse I ed un valore massimo pari a cinquanta volte la distanza di interasse I.

Il secondo parametro HB rappresenta la distanza della retta r ausiliaria dal centro C della circonferenza u ausiliaria.

Sia indicato con T un punto ausiliario giacente sulla retta r ausiliaria ed avente ordinata YT pari allâ€™ordinata YS del generico punto S del ramo di iperbole. Il terzo parametro indica un angolo acuto ausiliario delimitato dallâ€™asse delle ascisse X e da un raggio della circonferenza u ausiliaria passante per il punto T ausiliario. In particolare, il terzo parametro varia nellâ€™intervallo tra 0° e 90°.

In una prima forma realizzativa, illustrata in figura 4a, il profilo p cremagliera comprende, oltre alla prima curva z1, una seconda curva z2, una terza curva z3, una quarta curva z4, una quinta curva z5 ed una sesta curva z6.

La seconda curva z2 del profilo p cremagliera Ã ̈ costituita da un segmento rettilineo compreso tra il secondo punto Q ed un terzo punto P. In particolare, tale seconda curva z2 Ã ̈ tangente alla prima curva z1 nel secondo punto Q. Il prolungamento della seconda curva z2 (cioÃ ̈ del segmento rettilineo) interseca lâ€™asse delle ordinate Y in un quarto punto J (si veda la figura 4b) in modo tale da formare un angolo acuto principale con lâ€™asse delle ordinate Y. Preferibilmente, tale angolo acuto principale ha un valore compreso tra 10° e 50°.

La terza curva z3 del profilo p cremagliera Ã ̈ costituita da un arco di circonferenza di compreso tra detto terzo punto P ed un quinto punto N. In particolare, tale terza curva z3 Ã ̈ tangente alla seconda curva z2 nel terzo punto P. La misura del raggio della terza curva z3 Ã ̈ tale per cui la tangente a detta terza curva z3 nel quinto punto N risulta parallela allâ€™asse delle ordinate Y.

La quarta curva z4 del profilo p cremagliera Ã ̈ costituita da una trocoide avente sviluppo compreso tra detto primo punto H ed un sesto punto G. In particolare, tale quarta curva z4 Ã ̈ tangente alla prima curva z1 nel primo punto H. Per inviluppo col rotore maschio 2, la quarta curva z4 genera il secondo arco b di circonferenza raccordante i fianchi FA1, FS1 del rotore maschio 2.

La quinta curva z5 del profilo p cremagliera ha sviluppo compreso tra detto sesto punto G ed un settimo punto M avente distanza dallâ€™asse delle ordinate Y pari ad un addendum h2 del rotore femmina 3. In particolare, tale quinta curva z5 Ã ̈ tangente alla quarta curva z4 nel sesto punto G. Per inviluppo col rotore femmina 3, la quinta curva z5 genera detto primo arco a di circonferenza.

La sesta curva z6 del profilo p cremagliera Ã ̈ costituita da un segmento rettilineo parallelo allâ€™asse delle ordinate Y e compreso tra detto settimo punto M ed un ottavo punto L. In particolare, la distanza tra detto ottavo punto L ed il quinto punto N Ã ̈ pari alla somma del primo spessore TO1 del lobo 4 del rotore maschio 2 e del secondo spessore T02 del lobo 7 del rotore femmina 3 (la somma Ã ̈ indicata con T0 nella figura 4a). Le sei curve sopra descritte definiscono una curva composita che, replicata infinite volte (facendo coincidere il quinto punto N di una curva composita con lâ€™ottavo punto L della curva composita successiva), dÃ origine al profilo p cremagliera.

In una seconda forma realizzativa, illustrata in figura 5a, il profilo p cremagliera comprende, oltre alla prima curva z1, una terza curva z3, una quarta curva z4, una quinta curva z5 ed una sesta curva z6.

La terza curva z3, in questa seconda forma realizzativa, Ã ̈ costituita da un arco di circonferenza compreso tra detto secondo punto Q ed il quinto punto N. La misura del raggio della terza curva z3 Ã ̈ tale per cui la tangente a detta terza curva z3 nel quinto punto N risulta parallela allâ€™asse delle ordinate Y.

La terza curva z3 e la prima curva z1 hanno nel secondo punto Q una medesima retta tangente w (si veda la figura 5b) la quale incide lâ€™asse delle ordinate Y nel quarto punto J in modo tale da formare lâ€™angolo acuto principale con lâ€™asse delle ordinate Y. Preferibilmente, tale angolo acuto principale ha un valore compreso tra 10° e 50°. La quarta curva z4, la quinta curva z5 e la sesta curva z6 della seconda forma realizzativa del profilo p cremagliera sono identiche rispettivamente alla quarta curva z4, alla quinta curva z5 ed alla sesta curva z6 della prima forma realizzativa del profilo p cremagliera.

Con il sistema di riferimento cartesiano (X, Y) scelto, la prima curva z1 e la seconda curva z2 giacciono nel quarto quadrante del riferimento cartesiano (X, Y). La terza curva z3, in entrambe le due forme realizzative (figura 4 e figura 5) giace parzialmente nel terzo e parzialmente nel quarto quadrante del riferimento cartesiano (X, Y). La quarta curva z4 giace nel primo quadrante del riferimento cartesiano (X, Y). La quinta curva z5 giace parzialmente nel primo e parzialmente nel secondo quadrante del riferimento cartesiano (X, Y). La sesta curva z6 giace nel secondo quadrante del riferimento cartesiano (X, Y). In particolare, la proiezione del profilo p cremagliera sullâ€™asse delle ascisse X ha una dimensione data dalla somma dellâ€™addendum h1 del rotore maschio 2 e dellâ€™addendum h2 del rotore femmina 3. La proiezione del profilo p cremagliera sullâ€™asse delle ordinate Y ha una dimensione data dalla somma del primo spessore TO1 del lobo 4 del rotore maschio 2 e del secondo spessore T02 del lobo 7 del rotore femmina 3 (la somma Ã ̈ indicata con T0 nella figura 5a).

Il funzionamento del compressore a vite, secondo la presente invenzione, Ã ̈ descritto nel seguito.

I profili dei due rotori 2, 3 sono generati mediante il metodo di inviluppo con il profilo p cremagliera.

Una volta realizzati i rotori 2, 3, essi vengono posti in rotazione attorno ai rispettivi assi. In particolare, il rotore maschio 2 ruota attorno al primo asse O1 di rotazione mentre il rotore femmina 3 ruota attorno al secondo asse O2 di rotazione. Durante la rotazione, i rilievi elicoidali del rotore maschio 2 ingranano nelle scanalature elicoidali del rotore femmina 3 e viceversa.

In figura 7 Ã ̈ illustrata la posizione dei rotori 2, 3 allâ€™inizio del loro ingranamento, in cui il corpo 8 contenitore, il rotore femmina 3 ed il rotore maschio 2 sono in una configurazione di maggiore vicinanza. Con la lettera A si Ã ̈ indicato un primo punto del rotore femmina 3 posto a minore distanza dal corpo 8 contenitore. In particolare, detto primo punto A si trova a minore distanza da un primo lato l del corpo 8 contenitore (si considerando il compressore 1 in sezione trasversale). Sia detto q il prolungamento di detto primo lato l del corpo 8 contenitore, esso interseca il rotore maschio 2 in un secondo punto B. Con la lettera C si Ã ̈ indicato un terzo punto del rotore femmina 3 posto a minore distanza dal rotore maschio 2 (al limite, detto terzo punto C Ã ̈ il punto di contatto dei due rotori 2, 3). Con la lettera D si Ã ̈ indicato un quarto punto D ottenuto proiettando il primo punto A sul primo lato l del corpo 8 contenitore. Si definisce area AP di perdita lâ€™area delimitata dal primo punto A, dal quarto punto D, dal secondo punto B e dal terzo punto C e compresa tra il rotore femmina 3, il rotore maschio 2, il primo lato l del corpo 8 contenitore e detto prolungamento q passante per il secondo punto B. Si noti che il terzo punto C Ã ̈ effettivamente il punto di contatto tra i due rotori 2, 3 in caso di compressore 1 a vite ad olio. Nel caso di compressore 1 a vite a secco, nel terzo punto C non si ha contatto tra i due rotori 2, 3.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche del compressore a vite, secondo la presente invenzione, cosÃ¬ come chiari ne risultano i vantaggi.

In particolare, grazie al fatto che la prima curva ha la morfologia sopra descritta, Ã ̈ possibile conseguire valori molto elevati per lâ€™addendum del rotore maschio e per lo spessore del lobo del rotore maschio. Infatti, come Ã ̈ noto, per massimizzare il volume generato dai profili dei rotori, Ã ̈ necessario massimizzare lâ€™area compresa tra il profilo cremagliera e la sua polare. Lâ€™addendum e lo spessore del lobo del rotore maschio sono i parametri che maggiormente incidono nel calcolo di tale area, pertanto sono stati massimizzati compatibilmente con la scelta di una prima curva (iperbole) che consenta di evitare problemi costruttivi e di coniugazione dei profili dei rotori.

La massimizzazione dellâ€™addendum e dello spessore del lobo del rotore maschio sono resi possibili dalla scelta degli intervalli di variabilitÃ per il primo parametro definente lâ€™iperbole e per lâ€™angolo acuto principale. Tali scelte consentono, inoltre, di ottimizzare la relazione tra gli spessori del lobi dei rotori, riducendo cosÃ¬ lâ€™usura degli utensili di taglio dei profili dei rotori. In tal modo, sia lâ€™intervallo di tempo tra unâ€™affilatura e lâ€™altra, sia la durata della vita di tali utensili risultano allungati, incidendo notevolmente sulla riduzione dei costi complessivi.

Inoltre, grazie ai fattori di proporzionalitÃ prescelti tra la lunghezza del raggio del primo arco e la lunghezza del raggio del secondo arco, si Ã ̈ ottimizzata la riduzione dellâ€™area di perdita, massimizzando in tal modo il rendimento volumetrico del compressore.

Inoltre, grazie alla conformazione della quarta e della quinta curva, si Ã ̈ minimizzata la dimensione delle tasche di gas che si creano tra i fianchi di minor estensione del rotore maschio e del rotore femmina durante il loro ingranamento. Tale scelta contribuisce a massimizzare il rendimento volumetrico del compressore a vite proposto.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Compressore (1) a vite comprendente almeno un rotore maschio (2) ed almeno un rotore femmina (3) rotanti rispettivamente attorno ad un primo asse (O1) e ad un secondo asse (O2) di rotazione, detto rotore maschio (2) mostrando, in sezione trasversale, lobi (4) e vani (6) ingrananti in corrispondenti vani (5) e lobi (7) del rotore femmina (3), detti lobi (4) del rotore maschio (2) e detti vani (5) del rotore femmina (3) avendo profili almeno parzialmente generati per inviluppo con un profilo (p) cremagliera, caratterizzato dal fatto che i profili dei lobi (4) del rotore maschio (2) e dei vani (5) del rotore femmina (3) presentano porzioni generate per inviluppo con una prima curva (z1) del profilo (p) cremagliera, detta prima curva (z1) avendo, su un riferimento cartesiano (X, Y), uno sviluppo compreso tra un primo punto (H) ed un secondo punto (Q) ed avendo convessitÃ rivolta nel verso positivo dellâ€™asse delle ascisse (X), detto primo punto (H) giacendo sullâ€™asse delle ascisse (X) ad una distanza da unâ€™orgine (O) del riferimento cartesiano (X, Y) pari ad un addendum (h1) del rotore maschio (2).
2. Compressore (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta prima curva (z1) Ã ̈ un ramo di iperbole in cui un generico punto (S) presenta coordinate (XS, YS) definite dalle seguenti equazioni: XS = (h1 RA) â€“ RA / cos YS = - HB tg , dette equazioni essendo parametriche in funzione di un primo parametro (RA), di un secondo parametro (HB) e di un terzo parametro ( ), detto primo parametro (RA) essendo la misura di un raggio di una circonferenza (u) ausiliaria tangente al profilo (p) cremagliera in detto primo punto (H) ed avente centro (C) giacente sullâ€™asse delle ascisse (X), detto secondo parametro (HB) essendo la distanza dal centro (C) della circonferenza (u) ausiliaria di una retta (r) ausiliaria parallela allâ€™asse delle ordinate (Y) e secante lâ€™asse delle ascisse (X) tra detto primo punto (H) e detto centro (C) della circonferenza (u) ausiliaria, detto terzo parametro ( ) indicando un angolo acuto ausiliario delimitato dallâ€™asse delle ascisse (X) e da un raggio di detta circonferenza (u) ausiliaria passante per un punto (T) ausiliario giacente su detta retta (r) ausiliaria ed avente ordinata (YT) pari allâ€™ordinata (YS) di detto generico punto (S) giacente su detto ramo di iperbole.
3. Compressore (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detto primo parametro (RA) Ã ̈ variabile tra un valore minimo pari alla distanza (I) tra detto primo asse (O1) e detto secondo asse (O2) di rotazione dei rotori (2, 3) ed un valore massimo pari a cinquanta volte la distanza (I) tra detti assi (O1, O2) di rotazione dei rotori (2, 3).
4. Compressore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuno di detti vani(5) del rotore femmina (3) presenta almeno un fianco (FS2) raccordato al consecutivo lobo (7) del rotore femmina (3) mediante un primo arco (a) di circonferenza avente un raggio di lunghezza (RT2) predefinita variabile tra un valore minimo pari allâ€™addendum (h2) del rotore femmina (3) moltiplicato per 1.1 ed un valore massimo pari allâ€™addendum (h2) del rotore femmina (3) moltiplicato per 1.5.
5. Compressore (1) secondo la rivendicazione 4, in cui ciascuno di detti lobi (4) del rotore maschio (2) presenta due fianchi (FA1, FS1) raccordati mediante un secondo arco (b) di circonferenza avente un raggio di lunghezza (RT1) predefinita variabile tra un valore minimo pari al doppio della lunghezza (RT2) predefinita del raggio di detto primo arco (a) di circonferenza ed un valore massimo pari alla lunghezza (RT2) predefinita del raggio di detto primo arco (a) di circonferenza moltiplicata per 2.5.
6. Compressore (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto profilo (p) cremagliera comprende inoltre una seconda curva (z2) costituita da un segmento rettilineo compreso tra detto secondo punto (Q) ed un terzo punto (P), detta seconda curva (z2) essendo tangente alla prima curva (z1) in detto secondo punto (Q) ed avendo un prolungamento incidente lâ€™asse delle ordinate (Y) in un quarto punto (J) in modo tale da formare un angolo ( ) acuto principale con detto asse delle ordinate (Y).
7. Compressore (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto profilo (p) cremagliera comprende inoltre una terza curva (z3) costituita da un arco di circonferenza compreso tra detto secondo punto (Q) ed un quinto punto (N), detta terza curva (z3) e detta prima curva (z1) avendo in detto secondo punto (Q) una medesima retta tangente (w) la quale incide lâ€™asse delle ordinate (Y) in un quarto punto (J) in modo tale da formare un angolo ( ) acuto principale con detto asse delle ordinate (Y).
8. Compressore (1) secondo la rivendicazione 6, in cui detto profilo (p) cremagliera comprende inoltre una terza curva (z3) costituita da un arco di circonferenza compreso tra detto terzo punto (P) ed un quinto punto (N), detta terza curva (z3) essendo tangente alla seconda curva (z2) in detto terzo punto (P).
9. Compressore (1) secondo le rivendicazioni da 6 a 8, in cui detto profilo (p) cremagliera comprende inoltre una quarta curva (z4) costituita da una trocoide avente sviluppo compreso tra detto primo punto (H) ed un sesto punto (G), detta quarta curva (z4) essendo tangente alla prima curva (z1) in detto primo punto (H) e generando per inviluppo col rotore maschio (2) un secondo arco (b) di circonferenza raccordante due fianchi (FA1, FS1) di detto rotore maschio (2).
10. Compressore (1) secondo la rivendicazione 9, in cui detto profilo (p) cremagliera comprende inoltre una quinta curva (z5) avente sviluppo compreso tra detto sesto punto (G) ed un settimo punto (M) avente distanza dallâ€™asse delle ordinate (Y) pari ad un addendum (h2) del rotore femmina (3), detta quinta curva (z5) essendo tangente alla quarta curva (z4) in detto sesto punto (G) e generando per inviluppo col rotore femmina (3) un primo arco (a) di circonferenza.
11. Compressore (1) secondo la rivendicazione 10, in cui detto profilo (p) cremagliera comprende inoltre una sesta curva (z6) costituita da un segmento rettilineo parallelo allâ€™asse delle ordinate (Y) e compreso tra detto settimo punto (M) ed un ottavo punto (L) posto ad una distanza dal quinto punto (N) pari alla somma di un primo spessore (T01) dei lobi (4) del rotore maschio (2) e di un secondo spessore (T02) dei lobi (7) del rotore femmina (3).
12. Compressore (1) secondo le rivendicazioni da 6 a 11, in cui detto angolo ( ) acuto principale ha un valore compreso tra 10° e 50°.