ITTO940809A1 - Pompa a vuoto rotativa, con organi di otturazione sferici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell' Invenzione Industriale avente per titolo

POMPA A VUOTO ROTATIVA,

CON ORGANI DI OTTURAZIONE SFERICI

La presente invenzione concerne una pompa a vuoto comprendente: uno statore^ un rotore suscettibile di essere trascinato in rotazione, attorno ad un primo asse, rispetto allo statore, impegnato in un alloggiamento di questo statore e definente con esso, in questo alloggiamento, un volume di lavoro che presenta, in un piano rotante che contiene il primo asse, una sezione variante tra un valore minimo ed un valore massimo; almeno un organo di otturazione montato mobile radialmente rispetto al rotore e solidale in rotazione con esso, questo organo di otturazione essendo suscettibile di suddividere il volume di lavoro in almeno due camere stagne una rispetto all'altra; ed almeno due orifici, cioè un orificio di aspirazione ed un orificio di mandata, che attraversano lo statore e connettono con V esterno il volume di lavoro.

Le pompe di questo tipo, dette pompe rotative, sono note ed utilizzate da molti anni. Tradizionalmente, gli organi di otturazione, eventualmente in numero di uno solo ma generalmente in numero almeno uguale a tre, sono costituiti da alette di forma rettangolare, impegnate in rispettivi alloggiamenti del rotore e che si adattano alla sezione del volume di 1avoro sporgendo più o meno da questi alloggiamenti. Sebbene questa soluzione sia utilizzata con soddisfazione da lungo tempo, essa impone un aggiustaggio assai delicato delle parti che compongono la pompa, conduce ad un montaggio relativamente costoso e nel funzionamento implica degli attriti non trascurabili.

In questo contesto, la presente invenzione ha lo scopo di proporre una pompa a vuoto del tipo rotativo, nella quale questi inconvenienti sono considerevolmente ridotti od eliminati.

A questo scopo, la pompa secondo l'invenzione, che è generalmente conforme alla definizione generale data qui sopra, è essenzialmente caratterizzata dal fatto che ciascun organo di otturazione assume la forma di una sfera avente un raggio prefissato, la quale è almeno parzialmente impegnata in una corrispondente cavità cilindrica del rotore.

Per esempio, se lo statore assume almeno parzialmente la forma di un anello cilindrico di rivoluzione centrato sul primo asse e presentante una certa altezza, un certo diametro interno ed un certo diametro esterno, i! raggio prefissato della sfera è vantaggiosamente inferiore alla metà dell'altezza dell'anello, ed il volume di lavoro è rappresentato dall'intersezione di questo anello con un toro generato dalla rotazione della sfera attorno ad un secondo asse, parallelo al primo, questo toro presentando un diametro medio al massimo uguale al diametro interno dell'anello, ed il secondo asse essendo separato dal primo asse da una distanza non nulla, inferiore alla differenza tra il diametro esterno dell'anello e la somma del raggio della sfera e del diametro medio del toro.

Preferibilmente il valore minimo della sezione del volume di lavoro è sensibilmente nullo, ed il valore massimo di questa sezione è sensibilmente uguale al valore della semisezione trasversale delle sfere.

Si ottiene un miglior rendimento della pompa quando il rotore è montato girevolmente nello statore per mezzo di un cuscinetto a sfere centrato sul primo asse.

Altre caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno chiaramente dalla descrizione che ne è fatta qui di seguito, a titolo indicativo e per nulla limitativo, con riferimento ai disegni annessi, nei quali:

Fig. 1 è una vista in sezione di una pompa conforme all'invenzione, la sezione essendo fatta perpendicolarmente all'asse di rotazione del rotore;

Fig. 2 è una vista in sezione simile a quella della figura 1 , ma fatta dopo una rotazione di 60° del rotore, partendo dalla posizione angolare che esso assume secondo la figura 1 ; e

Fig. 3 è una vista in sezione composita, con la parte sinistra che corrisponde ad una sezione fatta secondo la linea A-A della figura 1 , e la parte destra che corrisponde ad una sezione fatta secondo la linea B-B della figura 2.

L'invenzione concerne una pompa a vuoto comprendente essenzialmente da una parte uno statore 1 e d'altra parte un rotore 2 suscettibile di essere trascinato in rotazione rispetto allo statore, attorno ad un primo asse X, per mezzo di un albero (non rappresentato) che fa presa con un’apertura centrale dentata 200 del rotore. Lo statore 1 assume la forma generale di un cilindro, chiuso da un fondo 100 (figura 3) e la cui concavità definisce un alloggiamento 101 (figura 1 ) nel quale e montato il rotore 2.

All'interno di questo alloggiamento, lo statore ed il rotore definiscono assieme un volume di lavoro 3 che presenta, in un piano rotante che contiene il primo asse X, per esempio il piano di traccia A-A della figura 1 , che si suppone ruoti assieme al rotore, una sezione che varia tra un valore minimo SQ, che in questo caso è nulla perché si riduce alla superficie di un punto (figura 3), ed un valore massimo S-j , che in questo caso corrisponde alla superficie del mezzo disco di sinistra indicato da tratti radiali nella figura 3.

Tre organi di otturazione 41 , 42 e 43, montati mobili radialmente rispetto al rotore 2 e solidali in rotazione con esso, suddividono il volume di lavoro 3 in almeno tre camere 301 , 302 e 303, stagne le une rispetto alle altre. Infine, due orifici 51 e 52 attraversano lo statore<" >1 in punti simmetricamente distanziati dal piano (di traccia A-A secondo la figura 1 ) nel quale il volume di lavoro presenta la sua massima sezione S-j , e distanziati angolarmenrte uno dall’altro di un angolo sensibilmente inferiore a 120<n >, il quale in questo caso è dell'ordine di 60° : questi orifici connettono il volume di lavoro 3 all'esterno.

In realtà, gli organi di otturazione possono essere in qualunque numero almeno uguale ad uno, e delle valvole antiritorno vengono installate negli orifici 51 e 52 se si utilizza un solo organo di otturazione.

Se, con riferimento alle figure 1 e 2, si suppone che il rotore ruoti in senso inverso alle lancette di un orologio, rorificio 51 è un orificio di aspirazione e l'orificio 52 è un orificio di mandata.

Secondo l'invenzione, e come mostrano le figure, gli organi di otturazione 41 , 42 e 43 assumono la forma di sfere di ugual raggio R, almeno parzialmente impegnate in cavità cilindriche 201 , 202 e 203 del rotore 2: delle molle 61 , 62 e 63 spingono queste sfere verso l'esterno delle rispettive cavità.

Nella forma di realizzazione illustrata, che è la forma di realizzazione preferita dell'invenzione, lo statore 1 assume parzialmente la forma di un anello cilindrico di rivoluzione centrato sul primo asse X e presentante un'altezza H (figura 3), un diametro interno Di ed un diametro esternò De; il raggio R delle sfere è inferiore a metà (H/2) dell'altezza H dell'anello così definito dall'asse X, dall'altezza H e dai diametri Di e De.

Il volume di lavoro 3 è rappresentato dall'intersezione di questo anello (X, H, Di, De) con un toro (Y, R, Dm) generato dalla rotazione di una qualunque delle sfere 401 , 402 e 403 di raggio R attorno ad un secondo asse Y parallelo al primo asse X, quando il centro di queste sfere descrive un cerchio di diametro Dm centrato sull'asse Y. Il diametro medio Dm del toro (Y, R, Dm) è al massimo uguale al diametro interno Di dell'anello (X, H, Di, De), ed in questo caso Dm è prossimo alla differenza Di-R.

D’altra parte, il secondo asse Y è separato dal primo asse X da una distanza d non nulla, inferiore alla differenza tra il diametro esterno De dell'anello e la somma (R+Dm) del raggio R della sfera e del diametro medio Dm del toro.

Come già detto in precedenza, almeno in modo implicito, il valore minimo SQ della sezione del volume di lavoro 3 è sensibilmente nulla nella forma di realizzazione illustrata, mentre il valore massimo S-j di questa sezione è sensibilmente uguale al valore della semisezione trasversale delle sfere, vale a dire n. R^/2.

Come mostra la figura 3, il rotore 2 è preferibilmente montato girevole nello statore per mezzo di un cuscinetto a sfere 7 centrato sul primo asse X ed interposto tra uno spalìamento 207 del rotore ed uno spallamento 107 dello statore, predisposto in prossimità del fondo 100. Infine, una guarnizione anulare 8 è prevista sulla faccia cilindrica interna dello statore, per ridurre l'attrito contro la faccia cilindrica esterna del rotore.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Pompa a vuoto comprendente: uno statore (1 ), un rotore (2) suscettìbile di essere trascinato in rotazione, attorno ad un primo asse (X), rispetto allo statore, impegnato in un alloggiamento (101 ) di tale statore e definente con esso, in detto alloggiamento, un volume di lavoro (3) che presenta, in un piano rotante contenenente il primo asse, una sezione variante tra un valore minimo (SQ) ed un valore massimo (S-j); almeno un organo di otturazione (41 ,42,43) montato mobile radialmente rispetto al rotore e solidale in rotazione con esso, questo organo di otturazione essendo suscettibile di suddividere il volume di lavoro (3) in almeno due camere (301 ,302,303) stagne una rispetto all'altra; ed almeno due orifici, cioè un orificio di aspirazione (51 ) ed un orificio di mandata (52), che attraversano lo statore (1 ) e connettono con Γ esterno il volume dii! lavoro (3), caratterizzato dal fatto che ciascun organo di otturazione (41 , 42,43) assume la forma di una sfera avente un raggio prefissato (R), la quale è almeno parzialmente impegnata in una cavità cilindrica corrispondente (201,202,203) del rotore.
2. 2 . Pompa a vuoto secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che lo statore assume almeno parzialmente la forma di un anello cilindrico di rivoluzione (X, H, Di, De) centrato sul primo asse (X) e presentante una certa altezza (H), un certo diametro interno (Di) ed un certo diametro esterno (De), che il raggio prefissato (R) di ciascuna sfera è inferiore alla metà dell'altezza (H) dell'anello, e che il volume di lavoro (3) è rappresentato dall'intersezione di questo anello con un toro (Y, R, Dm) generato dalla rotazione della sfera (41 ) attorno ad un secondo asse (Y), parallelo al primo asse (X), questo toro presentando un diametro medio (Dm) al massimo uguale al diametro interno (Di) dell'anello, ed il secondo asse (Y) essendo separato dal primo asse (X) da una distanza (d) non nulla, inferiore alla differenza tra il diametro esterno (De) dell'anello e la somma del raggio (R) della sfera e del diametro medio (Dm) del toro.
3. 3 . Pompa a vuoto secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzata dal fatto che il valore minimo (SQ) della sezione del volume di lavoro (3) è sensibilmente nullo.
4. 4 . Pompa a vuoto secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il valore massimo (S-j) della sezione del volume di lavoro (3) è sensibilmente uguale al valore della semisezione trasversale delle sfere.
5. 5 . Pompa a vuoto secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il rotore (2) è montato girevole nello statore (1 ) per mezzo di un cuscinetto a sfere (7) centrato sul primo asse.