ITMI20001119A1 - Cassa per compressori centrifughi e procedimento per la sua realizzazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale:

La presente invenzione ha come oggetto una cassa per compressori centrifughi.

La presente invenzione ha come oggetto, inoltre, un procedimento per la realizzazione di una cassa per compressori centrifughi.

Com'è noto, un compressore centrifugo è una macchina nella quale viene immesso un fluido comprimibile, il quale viene emesso con una pressione maggiore rispetto alla propria pressione in entrata.

I compressori centrifughi sono formati da una cassa, o corpo cilindrico, chiuso alle proprie estremità e che contiene gli organi operativi della macchina.

I compressori centrifughi possono prevedere uno o più stadi, e possono essere usati per medie e/o alte pressioni, ma nel seguito della presente descrizione si farà particolarmente riferimento a compressori centrifughi multistadio.

Esempi non esaustivi dei possibili impieghi di tali compressori centrifughi sono: reiniezione di gas, ricompressione di gas, impiego del compressore in associazione ad impianti di alimentazione di combustibile gassoso in macchine per la generazione di potenza, raffinerie, in impianti per la sintesi del metanolo, dall'ammoniaca e dell'urea, ed in linee di gas ad alta pressione o di gas naturale liquido.

Per meglio comprendere i problemi tecnici coinvolti nella presente invenzione si faccia innanzitutto riferimento alle figure 1-2, le quali rappresentano rispettivamente una vista frontale ed una vista laterale, parzialmente in sezione, di una cassa per compressori centrifughi, realizzata secondo la tecnica nota.

La cassa per compressori centrifughi, secondo la tecnica nota, è indicata globalmente, in tali figure 1-2, con il riferimento numerico 10.

La cassa per compressori centrifughi 10 presenta un corpo sostanzialmente cilindrico 11, il quale viene attualmente ottenuto per forgiatura (ad esempio con l'impiego dei materiali ASTM A350 LF2, ASTM A350 LF3, ASTM A266 CL2).

La cassa 10 presenta un corpo cilindrico 11, nel quale sono ricavate per lavorazione meccanica, una pluralità di aperture 12 e 13, nelle quali vengono posizionate le flange di aspirazione 14 e di mandata 15 del gas.

In corrispondenza di queste aperture 12 e 13 viene eseguita l'operazione di saldatura dei bocchelli delle flange di aspirazione 14 e di mandata 15.

In particolare, i bocchelli delle flange 14 e 15 sono anch'essi ottenuti per forgiatura e presentano un corpo troncoconico, rispettivamente indicato con 16 e 17.

Ognuno di tali bocchelli è dotato di una corona circolare 18 e 19 ad una estremità dove si ricava, per lavorazione alle macchine utensili, l'interfaccia delle flange 14 e 15.

Le flange di aspirazione 14 e di mandata 15 ed il corpo sostanzialmente cilindrico 11 della cassa 10 vengono tra loro assemblati, tramite un processo di saldatura, ad esempio saldatura, ad elettrodo .

Sono infatti visibili nelle figure 1-2 le saldature 20, tra le flange 14 e 15 e la cassa 10; sono anche visibili i fori 24 e 25 impiegati per il sollevamento della cassa 10.

Nel procedimento noto, successivamente a tale assemblaggio, si procede al trattamento termico di distensione post-saldatura ed a tutti i controlli previsti dal ciclo di produzione.

L'ultima fase di tale ciclo è costituita dall'operazione di finitura della cassa 10, dei piedi di appoggio 21, 22 e 23 e delle flange di aspirazione 14 e di mandata 15, finitura che viene generalmente effettuata alle macchine utensili.

Anche i piedi di appoggio 21, 22 e 23 sono fissati al corpo cilindrico 11 della cassa 10, mediante saldature 29.

Si noti, tuttavia, che le casse per compressori centrifughi realizzate secondo la tecnica nota presentano alcuni importanti inconvenienti, dovuti proprio al modo descritto con il quale le casse note vengono attualmente realizzate .

In primo luogo, si osservi che risulta oggi necessario procedere all'assemblaggio, tramite processo di saldatura, della cassa 10 con le flange di aspirazione e mandata 14 e 15, nonché dei piedi di appoggio 21, 22 e 23 e dei tasselli di centraggio.

Inoltre, è necessario provvedere ad almeno una fase di controllo e di trattamento termico distensionale sui giunti saldati.

Questi fatti comportano che la metodologia di realizzazione nota, pur essendosi dimostrata piuttosto valida nel corso degli anni, risulta al momento attuale eccessivamente onerosa, sia in termini di tempi di realizzazione, sia in termini di costi di produzione dei compressori centrifughi .

Scopo della presente invenzione è, pertanto, quello di realizzare una cassa per compressori centrifughi che possa essere approntata in modo semplice, rapido ed efficiente.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di realizzare una cassa per compressori centrifughi che non necessiti di onerose fasi di controllo successive .

Altro scopo dell'invenzione è quello di realizzare una cassa per compressori centrifughi che permetta di ottenere una riduzione sostanziale del tempo di consegna della cassa finita, nonché una sensibile riduzione del prezzo della cassa finita .

Ulteriore scopo dell'invenzione è quello di realizzare una cassa per compressori centrifughi che possa essere prodotta in modo semplice ed economico, senza bisogno di impiegare materiali costosi o tecnologie complesse.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da una cassa per compressori centrifughi, comprendente un corpo sostanzialmente cilindrico ed internamente cavo, e dotato di un proprio asse centrale, caratterizzata dal fatto che la cavità interna della suddetta cassa, presenta un asse centrale interno, sostanzialmente coincidente con l'asse di rotazione della macchina, il quale risulta spostato rispetto al suddetto asse centrale relativo alla superficie esterna del suddetto corpo cilindrico, in modo tale che la suddetta cassa presenta una conformazione· eccentrica, avente porzioni di differente spessore, per creare zone nelle quali ricavare l'attacco per le controflange d'ingresso e di uscita del gas.

In particolare, l'asse centrale è spostato, in direzione verticale, rispetto all'asse centrale relativo alla superficie esterna del corpo cilindrico della cassa.

Secondo una realizzazione preferita della presente invenzione, la cassa per compressori centrifughi, presenta un attacco per le controflange d'ingresso.e di uscita del gas, il quale è direttamente ottenuto, mediante lavorazione alle macchine utensili, sul lato avente maggior spessore del corpo cilindrico della superficie esterna della cassa.

Secondo un'altra realizzazione preferita della presente invenzione, la cassa per compressori centrifughi, in corrispondenza dei canali di aspirazione e di mandata, presenta una coppia di spianature, ricavate mediante macchina utensile .

Secondo ancora un'altra realizzazione preferita della presente invenzione, sul corpo sostanzialmente cilindrico della cassa per compressori centrifughi sono ricavati i fori per il sollevamento della cassa stessa ed i fori filettati per il collegamento con i piedi di appoggio della cassa.

La presente invenzione ha come oggetto, inoltre, un procedimento per la realizzazione di una cassa per compressori centrifughi che comprende una fase di realizzazione di una cavità interna alla cassa per compressori, dove la suddetta cavità presenta un asse centrale interno, il quale è spostato, in direzione verticale, rispetto all'asse centrale relativo alla superficie esterna del corpo cilindrico della cassa, ed una fase di lavorazione alle macchine utensili nella zona di maggiore spessore di materiale del suddetto corpo cilindrico della cassa, al fine di ricavare r attacco per le suddette contro-flange per l'ingresso e per l'uscita del gas.

Il procedimento per la realizzazione di una cassa per compressori centrifughi, prevede anche il fatto che, in corrispondenza dei canali di aspirazione e di mandata sono ricavate, mediante macchina utensile, una coppia di spianature.

Ulteriori caratteristiche dell'invenzione sono definite nelle rivendicazioni allegate alla presente domanda di brevetto.

Gli ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione, nonché le sue caratteristiche strutturali e funzionali, risulteranno chiari dall'esame della descrizione che segue e dei disegni ad essa allegati, che sono forniti a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, e nei quali:

- la figura 1 rappresenta una vista schematica, frontale di una cassa per compressori centrifughi, secondo la tecnica nota;

- la figura 2 rappresenta una vista schematica laterale, parzialmente in sezione, di una cassa per compressori centrifughi, secondo la tecnica nota, entrambe le figure 1-2 essendo allegate per meglio comprendere i problemi tecnici coinvolti;

la figura 3 rappresenta una vista schematica laterale, parzialmente in sezione, di una cassa per compressori centrifughi, secondo la presente invenzione;

la figura 4 rappresenta una seconda vista schematica laterale, parzialmente in sezione, di una cassa per compressori centrifughi, secondo l'invenzione;

la figura 5 rappresenta una vista schematica, in alzata laterale, di una cassa per compressori centrifughi, secondo la presente invenzione; e la figura 6 rappresenta una vista schematica in pianta dall'alto di una cassa per compressori centrifughi, secondo la presente invenzione.

Con particolare riferimento alle figure 3-6, la cassa per compressori centrifughi, secondo la presente invenzione, è indicata globalmente con il riferimento numerico 30.

La cassa per compressori centrifughi 30 presenta un corpo sostanzialmente cilindrico 31 ed internamente cavo; tale corpo sostanzialmente cilindrico 31 presenta un asse centrale, il quale è indicato nelle figure 3-4 con il riferimento numerico 32.

La cavità interna della cassa 30, definita dalla superficie cilindrica interna 33, presenta un asse centrale interno, indicato con il riferimento numerico 34.

L'asse 34 della superficie cilindrica interna 33 è coincidente con l'asse di rotazione della macchina ed è spostato, in direzione verticale, rispetto all'asse centrale 32 relativo alla superficie esterna del corpo cilindrico 31.

Tale configurazione dei due assi 32 e 34 fa sì che la cassa 30 presenti una conformazione eccentrica che, come meglio illustrato nel seguito della presente descrizione, permette un migliore sfruttamento del materiale e della forma del corpo cilindrico 31.

Infatti, in questo modo, la cassa 30 presenta una conformazione eccentrica, nella quale si evidenziano porzioni di differente spessore del corpo cilindrico 31.

In questa realizzazione, il grezzo della cassa 30 è ottenuto per forgiatura.

Secondo la presente invenzione, si ricava l'attacco per le contro-flange d'ingresso 35 e di uscita 36 del gas, direttamente per lavorazione alle macchine utensili sulla superficie esterna della cassa 30 stessa, in particolare nella porzione di maggior spessore di materiale del corpo cilindrico 31.

Tale lavorazione prevede che le aperture dei canali di aspirazione 35 e di mandata 36 siano ricavate sul lato più spesso del corpo cilindrico 31 .

In corrispondenza di tali canali di aspirazione 35 e di mandata 36 sono ricavate, anch'esse mediante macchina utensile, le spianature 37 e 38.

Sul corpo cilindrico 31 vengono anche ricavati i fori 39, 40, 41 e 42 per il sollevamento della cassa 30, nonché i fori filettati 43, 44, 46 e 47 utilizzati per collegare le staffe di fissaggio durante le lavorazioni meccaniche; sono anche visibili i fori filettati 45 e 48.

La presente invenzione ha come oggetto, inoltre, un procedimento per la realizzazione di una cassa 30 per compressori centrifughi.

Il procedimento secondo l'invenzione comprende una fase di realizzazione di una cavità interna alla cassa per compressori 30, dove tale cavità, definita dalla superficie cilindrica interna 33, presenta un asse centrale interno 34, il quale risulta spostato, in direzione verticale, rispetto all'asse centrale 32, relativo alla superficie esterna del corpo cilindrico 31 della cassa 30.

Il procedimento dell'invenzione comprende ulteriormente una fase di lavorazione della cassa 30 alle macchine utensili nella zona di maggiore spessore di materiale, in modo tale da ricavare l'attacco per le contro-flange d'ingresso 35 e di uscita 36 del gas.

Il procedimento dell'invenzione comprende ulteriormente una fase in cui, in corrispondenza dei canali di aspirazione 35 e di mandata 36 sono ricavate, mediante macchina utensile, una coppia di spianature 37 e 38.

Come si è visto, la cassa 30 del compressore centrifugo presenta un'eccentricità che permette, in virtù dello spessore variabile del corpo cilindrico 31, di ricavare l'attacco per le contro-flange d'ingresso e di uscita del gas direttamente per lavorazione alle macchine utensili sulla superficie esterna della cassa 30 stessa .

In questo modo si può procedere direttamente all'apertura delle bocche della cassa 30 ed alla loro finitura.

I piedi di appoggio ed i tasselli di centraggio vengono applicati sulla cassa 30, già finiti, mediante collegamenti filettati (bulloni).

In sostanza, si procede alla costruzione del grezzo per l'involucro esterno di compressori centrifughi monofase e in modo tale da ricavare, per lavorazione meccanica, le flange di aspirazione e mandata direttamente sulla superficie esterna della cassa 30.

In questo modo, si elimina l'assemblaggio, tramite processo di saldatura, della cassa 30 con le flange di aspirazione 35 e mandata 36, i piedi di appoggio (non rappresentati) ed i tasselli di centraggio e scompare anche la fase di controllo e trattamento termico distensionale sui giunti saldati .

Appare pertanto evidente il concetto innovativo della presente invenzione dato dal fatto che nella cassa 30 sono previsti due diversi assi 32 e 34, il primo sostanzialmente coincidente con l'asse di rotazione della macchina ed il secondo relativo alla superficie esterna del suddetto corpo cilindrico 31, tra loro sfalsati in modo tale da individuare una porzione di materiale nella quale ricavare i canali di aspirazione 35 e di mandata 36.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche della cassa per compressori centrifughi che è oggetto della presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi .

Si vogliono qui pertanto esporre le seguenti considerazioni ed osservazioni conclusive, in modo tale da definire con maggiore precisione e chiarezza i suddetti vantaggi.

In primo luogo, la presente invenzione presenta elevata applicabilità, potendo ad esempio essere applicata su tutti ì compressori monofase con pressioni di progetto cassa da 213 Kg/cm<3 >fino a 354 Kg/cm<3 >e con flange d'ingresso ed uscita di dimensione compresa tra 6" e 14"; tali valori numerici si intendono, naturalmente, a titolo esemplificativo .

In secondo luogo, l'invenzione presenta l'importante vantaggio dato dall'eliminazione del processo di costruzione del grezzo delle flange di aspirazione e mandata.

Inoltre, con il procedimento descritto si ottiene l'eliminazione del processo di saldatura, nonché l'eliminazione del trattamento termico dis tensionale della cassa e delle flange.

Vengono eliminate, inoltre, le fasi di controllo non distruttive, quali l'uso di ultrasuoni e di radiografie.

L'eliminazione di tutte queste fasi di lavorazione incide in modo positivo sui costi di produzione della cassa

L'invenzione consente, ulteriormente, una riduzione sostanziale del tempo di consegna della cassa finita.

Si verifica anche una importante diminuzione del numero di piazzature o posizionamenti della cassa del compressore centrifugo sulle macchine utensili .

La particolare realizzazione descritta permette, infine, di ottenere una sensibile riduzione del prezzo della cassa finita, con conseguente aumento di competitività.

E' chiaro che numerose varianti possono essere apportate alla cassa per compressori centrifughi, oggetto della presente invenzione, senza per questo uscire dai princìpi di novità ìnsiti nell'idea inventiva illustrata.

E' chiaro infine che, nella pratica attuazione dell'invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze, e gli stessi potranno essere sostituiti con altri equivalenti dal punto di vista tecnico.

L'ambito dell'invenzione è definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Cassa (30) per compressori centrifughi, comprendente un corpo sostanzialmente cilindrico (31) ed internamente cavo, e dotato di un proprio asse centrale (32), caratterizzata dal fatto che la cavità interna della suddetta cassa (30), presenta un asse centrale interno (34), il quale risulta sostanzialmente coincidente con l'asse di rotazione della macchina, dove il suddetto asse centrale (34) è spostato rispetto al suddetto asse centrale (32) relativo alla superficie esterna del suddetto corpo cilindrico (31), in modo tale che la suddetta cassa (30) presenta una conformazione eccentrica, avente porzioni di differente spessore di materiale, per creare zone nelle quali è ricavato l'attacco per le contro-flange d'ingresso (35) e di uscita (36) del gas. 2- Cassa (30) per compressori centrifughi, come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il suddetto asse centrale (34) è spostato, in direzione sostanzialmente verticale, rispetto al suddetto asse centrale (32), relativo alla superficie esterna del suddetto _ corpo cilindrico (31). 3. Cassa (30) per compressori centrifughi, come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che l'attacco per le suddette contro-flange d'ingresso (35} e di uscita (36) del gas è ottenuto direttamente, per lavorazione alle macchine utensili, sul lato avente maggiore spessore appartenente al suddetto corpo cilindrico (31) relativo alla superficie esterna della suddetta cassa (30). 4. Cassa (30) per compressori centrifughi, come alla rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che, in corrispondenza dei suddetti canali di aspirazione (35) e di mandata (36) sono ricavate, mediante macchina utensile, una coppia di spianature (37) e (38). 5. Cassa (30) per compressori centrifughi, come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che sul suddetto corpo cilindrico (31) sono ricavati una pluralità di fori per il sollevamento (39, 40, 41, 42) della suddetta cassa (30). 6. Cassa (30) per compressori centrifughi, come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che sul suddetto corpo cilindrico (31) sono ricavati un pluralità di fori filettati (43, 44, 46, 47), utilizzati per collegare le staffe di fissaggio durante le lavorazioni meccaniche. 7. Procedimento per la realizzazione di una cassa per compressori centrifughi, come alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una fase di realizzazione di una cavità interna alla suddetta cassa (30), dove la suddetta cavità è definita dalla suddetta superficie cilindrica interna (33), e dove la suddetta cavità presenta un asse centrale interno (34), il quale risulta spostato, in direzione verticale, rispetto all'asse centrale (32) relativo alla superficie esterna del corpo cilindrico (31), ed una fase di lavorazione alle macchine utensili della zona di maggiore spessore di materiale del suddetto corpo cilindrico (31), in modo tale da ricavare l'attacco per le controflange d'ingresso (35) e di uscita (36) del gas del compressore. 8. Procedimento per la realizzazione di una cassa (30) per compressori centrifughi, come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che, in corrispondenza dei suddetti canali di aspirazione (35) e di mandata (36), sono ricavate, mediante lavorazione alle macchine utensili, una coppia di spianature (37, 38). 9. Cassa per compressori centrifughi e procedimento per la sua realizzazione, il tutto come sostanzialmente descritto ed illustrato nei disegni allegati.