ITTO990906A1

ITTO990906A1 - PLUMBER HYDRAULIC PUMP, ESPECIALLY FOR STEAM APPLIANCES.

Info

Publication number: ITTO990906A1
Application number: IT1999TO000906A
Authority: IT
Inventors: Bruno Buzzi
Original assignee: Buzzi Srl
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2001-04-19
Also published as: IT1311237B1; ITTO990906A0

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Pompa idraulica a stantuffo, particolarmente per elettrodomestici a vapore" DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Hydraulic piston pump, particularly for steam appliances"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce in generale alle pompe idrauliche a stantuffo, e più in particolare a pompe di questo tipo ad azionamento manuale per elettrodomestici a vapore aventi un serbatoio d'acqua ed una caldaia di vaporizzazione. The present invention relates in general to plunger hydraulic pumps, and more particularly to manually operated pumps of this type for steam household appliances having a water tank and a steaming boiler.

Tradizionalmente siffatte pompe comprendono uno stantuffo, aspirante e premente, spostabile in modo alternativo entro una camera comunicante da una parte con un primo condotto collegato al serbatoio d'acqua tramite una valvola di aspirazione e dall'altra con un secondo condotto collegato a detta caldaia tramite una valvola di mandata. Traditionally, such pumps comprise a plunger, sucking and pressing, which can be moved in an alternative way within a chamber communicating on one side with a first duct connected to the water tank by means of a suction valve and on the other with a second duct connected to said boiler by means of a delivery valve.

Nelle pompe idrauliche note di questo tipo le valvole di aspirazione e di mandata sono di norma costituite da valvole unidirezionali a sfera collocate in configurazione contrapposta, ovvero in modo tale che durante la corsa premente dello stantuffo la valvola di aspirazione si mantiene chiusa mentre quella di mandata si apre, e durante la corsa aspirante dello stantuffo la valvola di aspirazione si apre mentre quella di mandata rimane chiusa. In known hydraulic pumps of this type, the suction and delivery valves are usually constituted by unidirectional ball valves placed in opposite configuration, i.e. in such a way that during the pressing stroke of the piston the suction valve remains closed while the delivery valve opens, and during the suction stroke of the plunger the suction valve opens while the delivery valve remains closed.

Questa disposizione presenta una serie di inconvenienti. This arrangement has a number of drawbacks.

In primo luogo le due valvole unidirezionali a sfera, pur nella loro semplicità, comportano oneri non trascurabili anche in termini di montaggio, il che non consente di ridurre il costo della pompa come sarebbe invece desiderabile particolarmente in vista dell'applicazione menzionata in precedenza. In the first place, the two one-way ball valves, despite their simplicity, involve non-negligible costs also in terms of assembly, which does not allow the cost of the pump to be reduced, as would be desirable particularly in view of the application mentioned above.

In secondo luogo qualora l'uscita del vapore prodotto dalla caldaia, a seguito dell'immissione di acqua tramite la pompa a stantuffo, venga in qualche modo impedita (tipico è il caso di ostruzione dell'ugello di uscita del vapore da parte di depositi di calcare), la sovrapressione prodotta all'interno della caldaia stessa non può scaricarsi all'esterno. In tale eventualità la valvola di mandata della pompa viene mantenuta in posizione di chiusura da parte della stessa sovrapressione. Per questo motivo gli elettrodomestici a vapore dotati di siffatte pompe a stantuffo debbono essere necessariamente dotati di sistemi di sicurezza per consentire, nell'eventualità sopra descritta, lo sfogo del vapore. Tipicamente questi sistemi di sicurezza comprendono una valvola di sovrapressione associata operativamente alla caldaia, oppure un circuito di by-pass per il ritorno del vapore dalla caldaia al serbatoio d'acqua. Questi sistemi, oltre a comportare evidentemente oneri aggiuntivi che mal si conciliano con la necessità di contenere il costo dell'apparecchio, comportano difficoltà di montaggio e rischi di perdite attraverso i relativi raccordi e tubazioni. Secondly, if the output of the steam produced by the boiler, following the introduction of water through the plunger pump, is somehow prevented (typical is the case of obstruction of the steam outlet nozzle by deposits of limestone), the overpressure produced inside the boiler itself cannot be discharged outside. In this case, the pump delivery valve is kept in the closed position by the overpressure itself. For this reason, steam appliances equipped with such plunger pumps must necessarily be equipped with safety systems to allow, in the eventuality described above, the steam to be vented. Typically these safety systems comprise an overpressure valve operatively associated with the boiler, or a by-pass circuit for returning the steam from the boiler to the water tank. These systems, in addition to obviously entailing additional costs which are difficult to reconcile with the need to contain the cost of the appliance, entail assembly difficulties and the risk of leaks through the relative fittings and pipes.

Lo scopo della presente invenzione è quello di ovviare ai suddetti inconvenienti, e più in particolare di realizzare una pompa idraulica a stantuffo del tipo definito all'inizio la quale, oltre a risultare più semplice ed economica, sia in grado di operare essa stessa come dispositivo di bypass per consentire, nel caso di sovrapressioni indesiderate all'interno della caldaia, il ritorno del vapore dalla caldaia stessa direttamente al serbatoio dell'acqua senza alcuna necessità di utilizzare dispositivi ausiliari. The purpose of the present invention is to obviate the aforementioned drawbacks, and more particularly to provide a hydraulic piston pump of the type defined at the beginning which, in addition to being simpler and cheaper, is capable of operating itself as a device to allow, in the event of unwanted overpressures inside the boiler, the return of steam from the boiler itself directly to the water tank without any need to use auxiliary devices.

Secondo l'invenzione questo scopo viene raggiunto grazie al fatto che le suddette valvole di aspirazione e di mandata della pompa includono ciascuna un elemento tubolare avente un'estremità rastremata sostanzialmente a forma di becco di flauto elasticamente deformabile fra una condizione normalmente chiusa ed una condizione di apertura, la parete di detto elemento tubolare essendo inoltre elasticamente contraibile in direzione radiale. According to the invention, this object is achieved thanks to the fact that the aforementioned pump suction and delivery valves each include a tubular element having a tapered end substantially in the shape of an elastically deformable flute beak between a normally closed condition and a condition of opening, the wall of said tubular element also being elastically contractable in the radial direction.

Grazie a questa idea di soluzione, gli elementi tubolari elasticamente deformabili che costituiscono la valvola di aspirazione e la valvola di mandata svolgono il loro normale ruolo di valvole di non ritorno durante l'azionamento della pompa, per effetto dell'apertura alternata delle rispettive estremità a becco di flauto durante le corse di aspirazione e mandata dello stantuffo. Qualora per qualsiasi motivo si produca all'interno della caldaia una sovrapressione, l'applicazione di tale sovrapressione sull'estremità a becco di flauto della valvola di mandata, provoca lo schiacciamento o contrazione radiale della relativa parete, consentendo così il deflusso del vapore in pressione a fianco della valvola di mandata verso la camera della pompa e da questa, attraverso la valvola di aspirazione analogamente contratta o schiacciata radialmente, verso il serbatoio dell'acqua. In tal modo la pompa secondo l'invenzione assicura un funzionamento sempre sicuro ed affidabile dell'apparecchio a vapore al quale essa è applicata, con l'ulteriore vantaggio di un apprezzabile riduzione di costo nei confronti delle pompe tradizionali. Infatti la realizzazione ed il montaggio delle valvole di aspirazione e mandata secondo quanto sopra definito comportano minori oneri nei confronti delle tradizionali valvole unidirezionali a sfera. Thanks to this solution idea, the elastically deformable tubular elements that make up the intake valve and the delivery valve perform their normal role as non-return valves during pump operation, due to the alternating opening of the respective ends at flute beak during the piston suction and delivery strokes. If for any reason an overpressure occurs inside the boiler, the application of this overpressure on the flute end of the delivery valve causes the radial squashing or contraction of the relative wall, thus allowing the outflow of the steam under pressure. next to the delivery valve towards the pump chamber and from this, through the suction valve similarly contracted or squashed radially, towards the water tank. In this way, the pump according to the invention always ensures safe and reliable operation of the steam apparatus to which it is applied, with the further advantage of an appreciable cost reduction compared to traditional pumps. In fact, the realization and assembly of the suction and delivery valves according to what is defined above entail lower costs compared to traditional unidirectional ball valves.

L'invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali : The invention will now be described in detail with reference to the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

- la Figura 1 è una vista schematica in sezione di una pompa idraulica a stantuffo secondo 1'invenzione, Figure 1 is a schematic sectional view of a hydraulic piston pump according to the invention,

- la Figura 2 è una vista prospettica e in maggiore scala di una delle valvole di aspirazione e scarico della pompa rappresentata nella figura 1, illustrata nella sua condizione normalmente chiusa, -la Figura 3 è una vista analoga alla figura 2 con la valvola in posizione aperta, Figure 2 is a perspective view on a larger scale of one of the suction and discharge valves of the pump shown in Figure 1, shown in its normally closed condition, Figure 3 is a view similar to Figure 2 with the valve in position open,

- la Figura 4 è una vista in elevazione laterale della figura 2, Figure 4 is a side elevation view of Figure 2,

- la Figura 5 è una vista ruotata di 90° della Figura 4, e Figure 5 is a 90 ° rotated view of Figure 4, and

- la Figura 6 è una vista analoga alla figura 1 che esemplifica il funzionamento della pompa a stantuffo come dispositivo di sicurezza in caso di sovrapressioni. Figure 6 is a view similar to Figure 1 which exemplifies the operation of the plunger pump as a safety device in the event of overpressures.

Riferendosi inizialmente alla figura 1, con 1 è genericamente indicata nel suo insieme una pompa idraulica a stantuffo del tipo aspirante-premente ad azionamento manuale, particolarmente utilizzabile per l'applicazione ad un elettrodomestico a vapore (pistola a vapore, macchina per la produzione di caffè espresso, ecc.). Occorre tuttavia rilevare che sia il tipo di azionamento, sia l'applicazione della pompa potrebbero essere diversi da quelli descritti nell'esempio: in particolare, anziché a comando manuale la pompa potrebbe essere ad azionamento servo-assistito mediante un motore elettrico. Referring initially to figure 1, the number 1 generally indicates as a whole a manually operated hydraulic piston pump of the suction-pressing type, particularly usable for application to a steam household appliance (steam gun, coffee production machine express, etc.). However, it should be noted that both the type of drive and the application of the pump could be different from those described in the example: in particular, instead of manual control, the pump could be servo-assisted by means of an electric motor.

La pompa 1 comprende essenzialmente un corpo 2 che definisce una camera di pompaggio 3 di forma generalmente cilindrica entro la quale è scorrevole a tenuta uno stantuffo 4 provvisto ad un'estremità di un pulsante di comando manuale 5 e sottoposto dalla parte opposta all'azione di una molla di ritorno 6. The pump 1 essentially comprises a body 2 which defines a generally cylindrical-shaped pumping chamber 3 within which a piston 4, provided at one end with a manual control button 5 and subjected on the opposite side to the action of a return spring 6.

Il corpo 2 è inoltre formato, da parti opposte ed in prossimità del fondo della camera 3, con una coppia di raccordi tubolari 7, 8 collegati a tenuta a rispettivi connettori per tubazioni flessibili 9, 10. Il raccordo 7 con il relativo connettore 9 è destinato ad essere collegato con il serbatoio d'acqua dell'elettrodomestico a vapore, mentre il raccordo 8 con il connettore 10 è destinato ad essere connesso alla caldaia di vaporizzazione dell'apparecchio. The body 2 is also formed, on opposite sides and near the bottom of the chamber 3, with a pair of tubular fittings 7, 8 sealed connected to respective connectors for flexible pipes 9, 10. The fitting 7 with the relative connector 9 is intended to be connected to the water tank of the steam appliance, while the fitting 8 with the connector 10 is intended to be connected to the steaming boiler of the appliance.

Il raccordo 7 ed il raccordo 8 contengono rispettivamente una valvola di aspirazione 11 ed una valvola di mandata 12, trattenute assialmente entro le cavità di tali raccordi ed aventi identica conformazione: la descrizione che segue riferita alla valvola di aspirazione 11 raffigurata nelle figure 2 a 5 si applica pertanto identicamente anche alla valvola di mandata 12. The fitting 7 and the fitting 8 respectively contain an intake valve 11 and a delivery valve 12, held axially within the cavities of these fittings and having the same shape: the following description refers to the intake valve 11 shown in figures 2 to 5 it therefore applies identically to the delivery valve 12 as well.

La valvola 11 è costituita da un elemento tubolare 13, normalmente costituito da un unico pezzo di materiale elastomerico o simile, avente una porzione generalmente cilindrica 14 seguita da una parte rastremata 15 la cui estremità libera è sagomata sostanzialmente a forma di becco di flauto 16, la quale si raccorda con la porzione 14 attraverso due porzioni piane contrapposte 17. The valve 11 is constituted by a tubular element 13, normally constituted by a single piece of elastomeric material or the like, having a generally cylindrical portion 14 followed by a tapered part 15 whose free end is shaped substantially in the shape of the beak of a flute 16, which connects with the portion 14 through two opposite flat portions 17.

In condizione indeformata di riposo, rappresentata nelle figure 2, 4 e 5, le parti 17 sono tra loro accostate, per cui l'estremità 16 è chiusa. Una pressione all'interno dell'elemento tubolare 11, dovuta ad un flusso di fluido dalla porzione cilindrica 14 verso l'estremità 16 provoca il divaricamento elastico delle porzioni 17 e quindi l'apertura dell'estremità 16, nel modo rappresentato nella figura 3. Il flusso di fluido in direzione opposta è normalmente impedito a ; causa della chiusura dell'estremità 16: tuttavia, qualora la pressione del fluido sia superiore ad un valore di soglia prestabilito, per il quale lo spessore di parete dell'elemento tubolare 11 sarà corrispondentemente calcolato, la spinta applicata dall'esterno alle porzioni piane 17 produce un collassamento o schiacciamento o contrazione sostanzialmente radiale dell'elemento tubolare 11, con le modalità meglio chiarite in quanto segue. In the undeformed rest condition, shown in Figures 2, 4 and 5, the parts 17 are side by side, so that the end 16 is closed. A pressure inside the tubular element 11, due to a flow of fluid from the cylindrical portion 14 towards the end 16, causes the elastic opening of the portions 17 and therefore the opening of the end 16, in the way shown in Figure 3. Flow of fluid in the opposite direction is normally prevented; cause of the closure of the end 16: however, if the pressure of the fluid is higher than a predetermined threshold value, for which the wall thickness of the tubular element 11 will be correspondingly calculated, the thrust applied from the outside to the flat portions 17 produces a substantially radial collapse or squashing or contraction of the tubular element 11, in the manner better explained in what follows.

Durante il normale funzionamento della pompa 1, l'azionamento manuale del pulsante 5 produce ciclicamente l'arretramento dello stantuffo 4 entro la camera 3 ed il suo successivo avanzamento sotto l'azione della molla di spinta 6. Durante la corsa di avanzamento la valvola di aspirazione 11 si apre (ovvero la relativa estremità a becco di flauto 16 si dispone nella condizione rappresentata nella figura 3), mentre la valvola di mandata 12 si mantiene in posizione di chiusura (ovvero la relativa estremità a becco di flauto 16 è disposta nelle condizioni rappresentate nelle figure 2, 4 e 5). In tal modo l'acqua contenuta nel serbatoio dell'apparecchio viene immessa attraverso il connettore 9, la valvola di aspirazione 11 ed il raccordo 7, entro la camera 3. During normal operation of the pump 1, the manual actuation of the button 5 cyclically causes the piston 4 to retract within the chamber 3 and its subsequent advancement under the action of the thrust spring 6. During the advancement stroke, the suction 11 opens (i.e. the relative flute-beak end 16 is arranged in the condition shown in Figure 3), while the delivery valve 12 remains in the closed position (i.e. the relative flute-beak end 16 is arranged in the conditions shown in figures 2, 4 and 5). In this way the water contained in the tank of the appliance is introduced through the connector 9, the suction valve 11 and the fitting 7, into the chamber 3.

Durante la corsa di arretramento dello stantuffo 4 la valvola di aspirazione 11 si mantiene in condizione di chiusura, mentre la valvola di mandata 12 si apre, per cui l'acqua precedentemente aspirata nella camera 3 viene inviata sotto pressione alla caldaia dell'apparecchio, attraverso il raccordo 8, la valvola di mandata 12 ed il connettore 10. During the retraction stroke of the piston 4, the suction valve 11 remains in the closed condition, while the delivery valve 12 opens, so that the water previously sucked into the chamber 3 is sent under pressure to the boiler of the appliance, through the fitting 8, the delivery valve 12 and the connector 10.

Se durante il funzionamento dell'apparecchio si produce all'interno della caldaia di vaporizzazione una sovrapressione superiore alla taratura delle valvole 12 ed 11, gli elementi tubolari 13 di tali valvole si deformano, ovvero si contraggono o schiacciano in direzione sostanzialmente radiale, nel modo ad esempio raffigurato schematicamente nella figura 6. In tal modo il vapore in sovrapressione è in grado di sfogare, a fianco della la valvola di mandata 12 così deformata, dalla caldaia entro la camera 3 e quindi, a fianco della valvola di aspirazione 11 pure così deformata, verso il serbatoio d'acqua dell'apparecchio. If during the operation of the appliance an overpressure higher than the calibration of the valves 12 and 11 is produced inside the steaming boiler, the tubular elements 13 of these valves deform, or contract or crush in a substantially radial direction, in the manner to example shown schematically in figure 6. In this way the steam in overpressure is able to vent, alongside the delivery valve 12 thus deformed, from the boiler into chamber 3 and therefore, alongside the intake valve 11 also thus deformed , towards the water tank of the appliance.

Allorché la pressione all'interno della caldaia dell'apparecchio si riporta ai valori di sicurezza, le due valvole 11 e 12 si ridispongono nella condizione rappresentata nella figura 1, per effetto del semplice ritorno elastico dei relativi elementi tubolari 13 nella condizione indeformata della figura 1. When the pressure inside the boiler of the appliance returns to the safety values, the two valves 11 and 12 rearrange themselves in the condition represented in figure 1, due to the simple elastic return of the relative tubular elements 13 in the undeformed condition of figure 1 .

Apparirà evidente da quanto precede che la pompa secondo l'invenzione, oltre a presentare una costruzione particolarmente semplice ed economica, consente di svolgere un utile ed efficace azione di sicurezza senza alcuna complicazione costruttiva o onere aggiuntivo per l'apparecchio a vapore al quale essa è applicata, ma riducendone i costi. It will be evident from the foregoing that the pump according to the invention, in addition to having a particularly simple and economical construction, allows to perform a useful and effective safety action without any constructive complication or additional burden for the steam apparatus to which it is applied, but reducing costs.

Come già chiarito in precedenza sia il tipo di applicazione, sia il tipo di azionamento della pompa idraulica potranno differire rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione cosi come definita nelle rivendicazioni che seguono. As previously clarified, both the type of application and the type of actuation of the hydraulic pump may differ with respect to what has been described and illustrated, without thereby departing from the scope of the present invention as defined in the following claims.

Claims

CLAIMS 1. Plunger hydraulic pump (1), particularly for steam appliances having a water tank and a steaming boiler, comprising a plunger (4) which can be moved alternately within a chamber (3) communicating on one side with a first duct (7, 9) connected to said water tank by means of an intake valve (11), and on the other with a second duct (8, 10) connected to said boiler by means of a delivery valve (12), characterized by the fact that said suction and delivery valves (11, 12) each include a tubular element (13) having a tapered end substantially in the shape of a flute beak (16) elastically deformable between a normally closed condition and an open condition, the wall (14, 17) of said tubular element (13) also being elastically contractable in a substantially radial direction.

2. Pump according to claim 1, characterized in that said tubular element (13) of said intake valve (11) and of said delivery valve (12) is made of elastomeric material.

3. Pump according to claim 1 or claim 2, characterized in that it acts as a safety device for venting an overpressure from said first duct (8, 10) to said second duct (7, 9) through said delivery valves (12) and suction (11).

4. Pump substantially as described and illustrated and for the specified purposes.