ITTO20100990A1 - Unita' di alimentazione di aria compressa - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“UNITA' DI ALIMENTAZIONE DI ARIA COMPRESSAâ€

di NU AIR COMPRESSORS AND TOOLS S.P.A.

La presente invenzione à ̈ relativa ad una unità di alimentazione di aria compressa.

In particolare, la presente invenzione à ̈ relativa ad una unità di alimentazione di aria compressa del tipo comprendente un gruppo pompante a pistoni per la produzione di aria compressa; un motore per l’attivazione del gruppo pompante; ed un gruppo di raffreddamento del gruppo pompante.

In generale, nelle unità di alimentazione di aria compressa note del tipo sopra descritto, il gruppo di raffreddamento à ̈ generalmente del tipo ad aria e comprende un ventilatore, il quale à ̈ disposto lateralmente al gruppo pompante, à ̈ azionato dal motore di attivazione del gruppo pompante tramite una trasmissione a cinghia, ed à ̈ atto a convogliare una corrente d’aria sul gruppo pompante stesso.

I gruppi di raffreddamento ad aria del tipo sopra descritto si dimostrano perfettamente efficienti quando utilizzati in unità di alimentazione di potenza relativamente ridotta, ma si dimostrano inefficaci quando la potenza supera un certo valore e, soprattutto, risultano inadatti ad essere utilizzati qualora i relativi gruppi pompanti debbano essere silenziati normalmente tramite l’inserimento dei gruppi stessi all’interno di contenitori acusticamente isolanti. In questo caso, infatti, gli ingressi e le uscite dell’aria di raffreddamento, necessariamente ricavati attraverso le pareti dei citati contenitori, limitano il livello di isolamento acustico ottenibile.

Scopo della presente invenzione à ̈ di realizzare una unità di alimentazione di aria compressa, la quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una unità di alimentazione di aria compressa secondo quanto licitato nella rivendicazione 1 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento alla figura annessa, che ne illustra schematicamente, a titolo di esempio non limitativo ed in vista parzialmente esplosa, una preferita forma di attuazione.

Nella figura allegata, con 1 à ̈ indicata, nel suo complesso, una unità silenziata di alimentazione di aria compressa, la quale comprende un gruppo pompante 2 a sua volta comprendente un basamento 3 munito inferiormente di una coppa 4 per dell’olio di lubrificazione ed attraversato da un albero 5 a gomito portante calettata, ad una propria estremità fuoriuscente dal basamento 3, una puleggia 6 di una trasmissione 7 a cinghia di accoppiamento dell’albero 5 ad una puleggia 8 calettata su un albero 9 di uscita di un motore elettrico 10.

Il gruppo pompante 2 comprende inoltre, al disopra del basamento 3, un cilindro 11 alloggiante, in modo noto, almeno un pistone (noto e non illustrato) collegato all’albero 5 tramite una biella (non illustrata) e chiuso da una testa 12 presentante un ingresso (non illustrato) per l’aria da comprimere ed una uscita comunicante, in modo noto, con un collettore 13 accoppiato alla testa 12 e di post-refrigerazione dell’aria compressa in uscita dal gruppo pompante 2 attraverso un condotto 14 di uscita.

L’unità 1 comprende, inoltre, un gruppo 15 di raffreddamento comprendente un circuito 16 ad anello per dell’acqua di raffreddamento e, preferibilmente, un involucro 17 anti-rumore per il silenziamento dell’unità 1.

Il circuito 16 comprende un ramo di mandata 18, il quale si estende fra due valvole 19 e 20 a due vie ed attraverso una pompa centrifuga 21, un cui rotore à ̈ calettato su una porzione di estremità dell’albero 5 a gomito fuoriuscente dal basamento 3 ed opposta a quella supportante la puleggia 6. Il circuito 16 comprende, inoltre, tre rami 22, 23 e 24 operativi disposti in parallelo a partire dalla valvola 20 e di cui il ramo 22, disposto in posizione intermedia fra i rami 23 e 24, si estende attraverso la testa 12; il ramo 23 by-passa la testa 12 e si estende lungo il collettore 13 di postrefrigerazione; ed il ramo 24 si estende attraverso la coppa 4 per l’olio.

A valle del gruppo pompante 2, il circuito 16 comprende, inoltre, un ramo di ritorno 25, il quale riceve, in uso, acqua calda dai rami 22, 23 e 24, presenta un ramo 26 in derivazione di comunicazione del ramo di ritorno 25 con un vaso di espansione 27, e si estende, a valle del ramo 26, attraverso uno scambiatore di calore 28 prima di raggiungere un ingresso della valvola 19.

Il circuito 16 comprende, infine, un ramo ausiliario 29, il quale si estende fra le valvole 19 e 20 in parallelo al ramo di mandata 18 ed attraverso una pompa centrifuga 30 ausiliaria, la quale à ̈ preferibilmente una elettro-pompa che viene azionata automaticamente per raffreddare completamente il gruppo pompante 2 dopo lo spegnimento del motore elettrico 10.

Ovviamente, poiché la pompa centrifuga 30, quando inattiva, funziona da valvola di chiusura del ramo ausiliario 29, le valvole 19 e 20 possono, secondo una variante non illustrata, essere eliminate

Da quanto precede risulta chiaramente che, nella unità 1, l’utilizzazione del gruppo 15 di raffreddamento ad acqua permette di smaltire in modo rapido ed efficiente notevoli quantità di calore e di mantenere il gruppo pompante 2 al disotto di una temperatura prefissata indipendentemente dalla potenza erogata.

Per quanto riguarda l’involucro 17, dal disegno allegato à ̈ possibile notare che all’interno dell’involucro 17 stesso vengono preferibilmente alloggiati il gruppo pompante 2 munito del collettore 13 di post-refrigerazione e la pompa centrifuga 21, mentre vengono preferibilmente disposti all’esterno dell’involucro 17 il motore elettrico 10, la pompa centrifuga ausiliaria 30, lo scambiatore di calore 28, il ramo 26 ed il vaso di espansione 27.

Una disposizione del tipo di quella sopra descritta consentirebbe di limitare drasticamente la superficie ed il numero delle aperture da ricavare attraverso le pareti dell’involucro 17; in particolare risulterebbero necessari due fori 31 di ingresso e di uscita del ramo ausiliario 29, un foro 32 di passaggio per un condotto 33 di alimentazione dell’aria esterna alla testa 12, un foro 34 di passaggio per il condotto 14 di uscita dell’aria compressa, e due fori 35 di uscita e di ingresso del ramo di ritorno 25; e tutti questi fori possono essere di dimensioni tali da permettere il passaggio, sostanzialmente a tenuta, dei relativi condotti e di impedire la fuoriuscita delle onde sonore prodotte dal gruppo pompante 2.

Nella forma di attuazione illustrata esistono due ulteriori fori per il passaggio dei due rami della cinghia della trasmissione 7. Secondo una variante non illustrata, questi due fori vengono eliminati, mentre l’albero 5 a gomito viene prolungato, dalla parte della puleggia 6, fino a fuoriuscire dall’involucro 17 attraverso un relativo foro e supportare la puleggia 6 all’esterno dell’involucro 17 stesso. Una simile soluzione permette di mantenere tutta la trasmissione 7 all’esterno dell’involucro 17 semplificando le operazioni necessarie alla sostituzione della relativa cinghia ed allungando la vita della cinghia stessa, che viene mantenuta sempre alla temperatura ambiente, che à ̈ sicuramente inferiore a quella presente all’interno dell’involucro 17.

In uso, il motore elettrico 10, quando attivato, porta in rotazione, tramite la trasmissione 7, l’albero 5 a gomito con conseguenti aspirazione di aria esterna attraverso il condotto 33 di alimentazione ed uscita di aria compressa attraverso il condotto 14 di uscita. Allo stesso tempo, il motore elettrico 10 porta in rotazione, tramite l’albero 5, la pompa centrifuga 21. Poiché, quando il motore elettrico 10 viene attivato, le valvole 19 e 20 chiudono la comunicazione fra il ramo di mandata 18 ed il ramo ausiliario 29, l’attivazione della pompa centrifuga 21 determina l’alimentazione di acqua fredda ai rami operativi 22, 23 e 24 con conseguente raffreddamento della testa 12, del collettore 13 di post-refrigerazione e del lubrificante contenuto all’interno della coppa 4 e riscaldamento dell’acqua, la quale si raffredda attraversando lo scambiatore di calore 28 e prima di pervenire nuovamente all’ingresso della pompa centrifuga 21.

Quando il motore elettrico 10 viene spento e la circolazione dell’acqua lungo il circuito 16 ad anello cessa, tutto il gruppo pompante 2 rimane ad una temperatura relativamente elevata e a volte sufficiente ad essiccare il lubrificante contenuto nel cilindro 11 e a danneggiare i gruppi valvolari (noti e non illustrati) contenuti all’interno della testa 12. Allo scopo di evitare simili inconvenienti, lo spegnimento del motore elettrico 10 determina, da parte di una centralina di controllo 36, la commutazione delle valvole 19 e 20, se presenti, per interrompere la comunicazione fra il ramo di ritorno 25 ed il ramo di mandata 18 e disporre il ramo di ritorno 25 in comunicazione con il ramo ausiliario 29, e l’attivazione, per un tempo determinato, della pompa centrifuga ausiliaria 30, la quale provvede a mantenere l’acqua di raffreddamento in circolazione lungo i rami operativi 22, 23 e 24 ed attraverso lo scambiatore di calore 28.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Unità di alimentazione di aria compressa, l’unità (1) comprendendo un gruppo pompante (2) a pistoni per la produzione di aria compressa; un motore (10) per l’attivazione del gruppo pompante (2); ed un gruppo (15) di raffreddamento del gruppo pompante (2); ed essendo caratterizzata dal fatto che il gruppo (15) di raffreddamento comprende un circuito (16) idraulico ed una prima pompa (21) di circolazione di un fluido lungo il circuito (16) idraulico, il quale comprende uno scambiatore di calore (28), una pluralità di rami operativi (23, 24, 25) disposti fra loro in parallelo a monte dello scambiatore di calore (28) per raffreddare rispettive parti distinte del gruppo pompante (2), ed un ramo ausiliario (29) by-passante la prima pompa (21) e provvisto di una seconda pompa (30) per consentire, se richiesto, la circolazione del fluido lungo i detti rami operativi (23, 24, 25) quando la prima pompa (21) à ̈ inattiva. 2.- Unità secondo la rivendicazione 1, in cui il gruppo pompante (2) comprende un basamento (3) provvisto di una coppa (4) per del fluido lubrificante, un albero (5) montato attraverso il basamento (3) ed accoppiato angolarmente al motore (10), ed una testa (12) presentante un primo condotto (33) di alimentazione di aria da comprimere ed un secondo condotto (14) di uscita di aria compressa; un primo ed un secondo (22, 24) dei rami operativi (23, 24, 25) estendendosi attraverso la testa (12) e, rispettivamente, la coppa (4). 3.- Unità secondo la rivendicazione 2, e comprendente un collettore (13) di post-refrigerazione alloggiante parte del secondo condotto (14); un terzo (23) dei rami operativi (23, 24, 25) estendendosi lungo il collettore (13) di postrefrigerazione. 4.- Unità secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui il circuito (16) comprende un vaso di espansione (27). 5.- Unità secondo una delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui la prima pompa (21) à ̈ accoppiata angolarmente al detto albero (5) per essere azionata dal detto motore (10). 6.- Unità secondo una delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui la seconda pompa (30) à ̈ una moto-pompa. 7.- Unità secondo una delle precedenti rivendicazioni, e comprendente un involucro (17) silenziatore. 8.- Unità secondo la rivendicazione 7, in cui l’involucro (17) silenziatore alloggia il gruppo pompante (2), i rami operativi (23, 24, 25) del detto circuito (16) idraulico e la prima pompa (21); lo scambiatore di calore (28) essendo disposto all’esterno dell’involucro (17) silenziatore. 9.- Unità secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui il ramo ausiliario (29) e la seconda pompa (30) sono disposti all’esterno dell’involucro (17) silenziatore. 10.- Unità secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui il circuito (16) idraulico comprende un ramo di mandata (18) estendentesi attraverso la prima pompa (21) ed un ramo di ritorno (25); il ramo ausiliario (29) essendo disposto in parallelo al ramo di mandata (18). 11.- Unità secondo la rivendicazione 10, in cui ciascuna estremità del ramo di mandata (18) à ̈ collegata ad una corrispondente estremità del ramo di ritorno (25) e ad una corrispondente estremità del ramo ausiliario (29) tramite una rispettiva valvola (19; 20) a due vie.