BR102013019672B1 - Compressor hermético alternativo de aplicação móvel provido de conjunto limitador de movimento - Google Patents

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Abstract

COMPRESSOR HERMÉTICO ALTERNATIVO DE APLICAÇÃO MÓVEL PROVIDO DE CONJUNTO LIMITADOR DE MOVIMENTO. A presente invenção refere-se a um compressor hermético alternativo de aplicação móvel provido de conjunto limitador de movimento de sua unidade de compressão em relação à sua carcaça hermética, o qual compreende características técnicas e funcionais capazes de otimizar a limitação da movimentação da unidade de compressão em relação à carcaça hermética de um compressor hermético alternativo, além de reduzir o nível e intensidade de vibrações e ruídos oriundos desta limitação de movimento. O referido Compressor hermético alternativo de aplicação móvel provido de conjunto imitador de movimento compreende, além de elementos e componentes convencionais, um batente superior (4) fixo à porção superior-intema da carcaça hermética (2), um corpo de alojamento (5) fixo à unidade de compressão (1) e compreendendo pelo menos uma cavidade de alojamento (51), e uma estrutura de amortecimento (6) alojada no interior da cavidade de alojamento (51) do corpo de alojamento (5) compreendendo pelo menos uma parede contornante (61) e pelo menos uma placa de fundo (62).

Description

Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um compressor hermético alternativo de aplicação móvel provido de conjunto limitador de movimento e, mais particularmente, provido de um conjunto limitador de movimento de sua unidade de compressão em relação à sua carcaça hermética.
Em linhas gerais, o referido conjunto limitador de movimento reúne características técnicas e funcionais capazes de otimizar a limitação da movimentação da unidade de compressão em relação à carcaça hermética de um compressor hermético alternativo, além de reduzir o nível e intensidade de vibrações e ruídos oriundos desta limitação de movimento.
Fundamentos da Invenção
Como é do conhecimento dos técnicos versados no assunto, compressores herméticos alternativos compreendem equipamentos hábeis de comprimir um determinado fluido de trabalho. Normalmente aplicados em sistemas de refrigeração, os compressores herméticos alternativos são, então, hábeis de comprimir um fluido refrigerante qualquer.
Em linhas gerais, compressores herméticos alternativos são integrados por uma unidade de compressão enclausurada no interior de uma carcaça hermética.
A unidade de compressão compreende todo o conjunto funcional do compressor, isto é, o bloco do compressor, o arranjo cabeçote-cilindro-pistão e o motor do compressor. A carcaça hermética, como a própria nomenclatura define, compreende um receptáculo cujo volume interior é livre de contato rígido com o ambiente interno, hábil de acondicionar em seu interior a referida unidade de compressão.
Convencionalmente, e como é do conhecimento dos técnicos versados no assunto, a unidade de compressão encontra-se enclausurada no interior da carcaça hermética de forma sem flexível, isto é, através de sistemas de suspensão e especial tubulação que permitem, até certo ponto, a mobilidade da unidade de compressão no interior da carcaça hermética.
Inclusive, o atual estado da técnica compreende uma infinidade de modelos e variações de sistemas de suspensão utilizados para sustentar a unidade móvel no interior da carcaça hermética de um compressor hermético alternativo.
Os atuais modelos de sistemas de suspensão utilizados para sustentar a unidade móvel no interior da carcaça hermética de um compressor hermético alternativo possibilitam, por consequência, que a unidade móvel entre, eventualmente, em contato com a face interna da carcaça hermética.
Esta situação ocorre, sobretudo, em compressores herméticos alternativos de aplicações móveis como, por exemplo, compressores herméticos alternativos utilizados em sistemas de refrigeração de veículos automotivos. Isto porque a movimentação do próprio veículo automotivo impõem forças dinâmicas à unidade de compressão, a qual tende a se movimentar no interior da carcaça hermética.
Conforme anteriormente comentado, pode-se então considerar como comum a ocorrência de choques entre a unidade de compressão e a parede interna da carcaça hermética. Tais choques, dependendo da intensidade, podem vir a danificar e/ou prejudicar certos componentes da unidade de compressão. Esta característica é, por si só, extremamente negativa.
Visando solucionar esta questão, verifica-se a existência de certos conjuntos limitadores de movimento da unidade de compressão.
O documento DE102007052580 descreve, por exemplo, um conjunto limitador de movimento fundamentalmente integrado por um batente fixado à porção superior-interna da carcaça hermética e um corpo de alojamento de batente fixado à unidade de compressão.
Mais especificamente, o documento DE102007052580 descreve que o corpo de alojamento é fixo à unidade de compressão através dos parafusos que fixam a tampa do cabeçote ao bloco do compressor, e compreende uma região vazada (ou abertura) destinada ao alojamento do batente da carcaça.
Uma vez que a região vazada possui dimensões superiores às dimensões do batente, é possível verificar uma espécie de folga mecânica entre os mesmos. Sendo assim, a livre movimentação da unidade de compressão, no interior da carcaça hermética, fica restrita à folga mecânica existente entre a região vazada do corpo de alojamento e o batente da carcaça hermética.
Sendo assim, as movimentações da unidade de compressão, se maiores do que a folga mecânica existente entre a região vazada do corpo de alojamento e o batente da carcaça hermética, são limitadas pelo contato físico entre o batente da carcaça hermética e o corpo de alojamento da unidade de compressão.
Embora seja conceitualmente interessante, o conjunto limitador de movimento descrito no documento DE102007052580 apresenta, por sua vez, dois grandes inconvenientes.
O primeiro inconveniente está relacionado aos barulhos e/ou ruídos gerados a partir do contato físico entre o batente da carcaça hermética e o corpo de alojamento da unidade de compressão. Uma vez que ambos os componentes são rígidos (e normalmente metálicos), cada contato entre estes gera um ruído indesejável cuja amplitude varia de acordo com a energia do contato físico. Assim, quanto mais forte é o contato físico entre o batente da carcaça hermética e o corpo de alojamento da unidade de compressão, maior é a amplitude do barulho e/ou ruído.
Este aspecto negativo é ampliado em compressores herméticos alternativos de aplicação móvel, onde a movimentação da unidade de compressão no interior da carcaça hermética é majoritariamente maior e mais forte.
O segundo aspecto negativo a gama de limitação de movimento que o conjuntolimitador de movimento descrito no documento DE102007052580 é capaz de proporcionar à unidade de compressão.
Conforme é possível verificar, o mencionado conjunto limitador de movimento descrito no documento DE 102007052580 é capaz de atuar apenas em um sentido 10 dimensional de movimentação da unidade de compressão, isto é, apenas no sentido horizontal da unidade de compressão.
Consequentemente, qualquer movimentação vertical da unidade de compressão, no interior da carcaça hermética, não é limitada pelo conjunto limitador de movimento. Assim, apenas parte das movimentações tridimensionais da unidade de compressão é 15 limitada, o que não impede que a citada unidade de compressão entre em contato (choque) com demais porções da carcaça hermética.
Este aspecto negativo é também ampliado em compressores herméticos alternativos de aplicação móvel, onde a movimentação da unidade de compressão no interior da carcaça hermética é majoritariamente tridimensional.
Visando solucionar tais aspectos negativos, o atual estado da técnica compreendeainda o conjunto limitador de movimento descrito no documento CN101871445.
Assim como o conjunto limitador de movimento descrito no documento DE102007052580, o conjunto limitador de movimento descrito no documento CN101871445 é fundamentalmente destinado à compressores herméticos alternativos, e é 25 fundamentalmente composto por um batente fixado à porção superior-interna da carcaça hermética e um corpo de alojamento de batente fixado à unidade de compressão. É prevista ainda a existência de uma mola de conexão entre o referido batente e o citado corpo de alojamento de batente.
Além disto, é citado ainda que a região vazada, do corpo de alojamento de batente, 30 destinada ao alojamento do batente da carcaça pode receber ainda um anel de amortecimento confeccionado em material resiliente (preferencialmente, é utilizada uma liga polimérica).
Sendo assim, o conjunto limitador de movimento descrito no documento CN101871445 é, em tese, capaz de minimizar os dois grandes aspectos negativos 35 existentes no conjunto limitador de movimento descrito no documento DE102007052580.
Isto porque o anel de amortecimento é, em tese, capaz de diminuir os barulhos e/ou ruídos gerados a partir do contato físico entre o batente da carcaça hermética e o corpo de alojamento da unidade de compressão.
Em adição, a mola que conecta o batente e o corpo de alojamento de batente é também, em tese, capaz de restringir e/ou limitar os movimentos verticais que a unidade de compressão pode realizar no interior da carcaça hermética, evitando, inclusive, que o batente seja desalojado do corpo de alojamento.
Entretanto, o conjunto limitador de movimento descrito no documento CN101871445 possui seus próprios aspectos negativos.
Como é possível intuir, a adição de uma mola de conexão representa, por si só, um aspecto negativo do ponto de vista econômico e técnico.
Do ponto de vista econômico, a adição da mola de conexão implica na fabricação e montagem de um componente adicional, sendo que a referida fabricação e montagem envolvem custos de adicionais capazes de encarecer os custos de fabricação do compressor. No mais, a adição deste componente adicional, por menor que este seja, aumenta o peso total do compressor, o que pode encarecer os custos de transporte.
Do ponto de vista técnico, a utilização de uma mola de conexão como elemento de limitação de movimentação vertical da unidade de compressão, em relação à carcaça hermética, é apenas eficaz em curto prazo, afinal, o uso prolongado da referida mola, sobretudo em aplicações móveis, diminui suas características elásticas resilientes, o que resulta na diminuição de seu desempenho.
Sendo assim, e visando resolver os problemas correlatas ao conjunto limitador de movimento descrito no documento DE102007052580, de forma diferente da solução descrita no documento CN101871445, surge a presente invenção.
Objetivos da Invenção
Portanto, diante do contexto acima exposto, é um dos objetivos da invenção em questão descrever um compressor hermético alternativo de aplicação móvel provido de conjunto limitador de movimento cujo referido conjunto limitador de movimento seja isento de qualquer tipo de mola de conexão, e capaz de limitar a movimentação tridimensional da unidade de compressão em relação à carcaça hermética.
Consequentemente, é um dos objetivos da invenção em questão descrever um compressor hermético alternativo de aplicação móvel provido de conjunto limitador de movimento cujo referido conjunto limitador de movimento seja de simples fabricação e montagem, além de ser provido de longa vida útil.
É ainda outro objetivo da invenção em questão o referido conjunto limitador de movimento do compressor hermético alternativo de aplicação móvel seja capaz de absorver ruídos e vibrações decorrentes do contato físico entre o batente e o corpo de alojamento.
Sumário da Invenção
Neste sentido, no intuito de atingir os objetivos e efeitos técnicos acima indicados, a presente invenção revela um compressor hermético alternativo de aplicação móvel provido de conjunto limitador de movimento. O compressor compreende, fundamentalmente, pelo menos uma unidade de compressão movelmente disposta no interior de uma carcaça hermética, pelo menos um sistema de suspensão inferior entre a unidade de compressão e a carcaça hermética e pelo menos um conjunto limitador de movimento compreendido por pelo menos um batente superior e pelo menos um corpo de alojamento.
De acordo com a invenção em questão, o batente superior é fixo à porção superior- interna da carcaça hermética e o corpo de alojamento é fixo à unidade de compressão, e compreendendo pelo menos uma cavidade de alojamento.
Ainda de acordo com a invenção em questão, o compressor hermético alternativo de aplicação móvel provido de conjunto limitador de movimento compreende pelo menos uma estrutura de amortecimento alojada no interior da cavidade de alojamento do corpo de alojamento. Neste contexto, o batente superior encontra-se alojado, de forma substancialmente flutuante, no interior da estrutura de amortecimento.
A referida estrutura de amortecimento, a qual compreende o grande aspecto inventivo da invenção em questão, compreende pelo menos uma parede contornante e pelo menos uma placa de fundo, sendo que parede contornante projeta-se a partir da placa de fundo, a qual possui um contorno circular.
Preferencialmente, a cavidade de alojamento do corpo de alojamento compreende uma parede contornante e uma placa de fundo.
Também preferencialmente, estrutura de amortecimento é confeccionada em elastômero de fluorpolimero.
Em linhas gerais, e de acordo com a invenção em questão, a parede contornante da estrutura de amortecimento define o curso da movimentação horizontal da unidade de compressão no interior da carcaça hermética e a placa de fundo da estrutura de amortecimento define o curso da movimentação vertical superior da unidade de compressão no interior da carcaça hermética.
Descrição Resumida das Figuras
A presente invenção será descrita de forma mais detalhada a seguir, com referência as figuras anexas, as quais:
Afigura 1 ilustra, em corte lateral esquemático, uma exemplificação do compressor hermético alternativo de aplicação móvel provido de conjunto limitador de movimento, conforme a presente invenção;
Afigura 2 ilustra um detalhe ampliado tomado da figura 1;
A figura 3 ilustra, em perspectiva isométrica, a concretização preferencial do corpo de alojamento que integra o conjunto limitador de movimento; e
A figura 4 ilustra, em perspectiva isométrica, a concretização preferencial da estrutura de amortecimento que integra o conjunto limitador de movimento.
Descrição Detalhada da Invenção
Conforme anteriormente citado, são vários os motivos para a aplicação de um conjunto limitador de movimento em compressores herméticos alternativos e, 5 especialmente, em compressores herméticos alternativos de aplicação móvel, como, por exemplo, em sistemas de refrigeração de veículos automotivos.
Assim, é o objetivo principal da invenção em questão descrever um compressor hermético alternativo de aplicação móvel provido de conjunto limitador de movimento onde o referido conjunto limitador de movimento é tecnicamente mais vantajoso do que o conjunto 10 congênere descrito no documento DE102007052580 e econômica e tecnicamente mais eficiente do que o conjunto congênere descrito no documento CN101871445.
Conforme ilustrado nas figuras 1 e 2, as quais ilustram uma concretização esquemática de um compressor conforme as inovações e vantagens da presente invenção, o compressor hermético alternativo de aplicação móvel é fundamentalmente compreendido 15 por uma unidade de compressão 1 e uma carcaça hermética 2.
Como é do conhecimento dos técnicos versados no assunto, a unidade de compressão convencional de um compressor hermético alternativo, de aplicação móvel ou estacionária, é fundamentalmente integrada por um motor elétrico, por um bloco de compressor e por um arranjo pistão-biela-eixo excêntrico, e um arranjo de cabeçote- 20 válvulas.
Em linhas gerais, a unidade de compressão 1 ilustrada trata-se de uma unidade compressão convencional plenamente conhecida pelos técnicos versados no assunto, e amplamente descrita e estudada em literatura especializada. Consequentemente, a unidade de compressão 1 do compressor hermético alternativo não compreende o objeto da 25 invenção em questão, mas acaba por definir o campo tecnológico da mesma.
Também como é do conhecimento dos técnicos versados no assunto, a carcaça hermética convencional de um compressor hermético alternativo, de aplicação móvel ou estacionária, é fundamentalmente composta por dois corpos hábeis de serem fisicamente associados entre si, definindo um volume ou câmara hermética.
Em linhas gerais, a carcaça hermética 2 ilustrada trata-se uma carcaça herméticaconvencional também plenamente conhecida pelos técnicos versados no assunto, e amplamente descrita e estudada em literatura especializada. Consequentemente, a carcaça hermética 2 do compressor hermético alternativo não compreende o objeto da invenção em questão, mas acaba por definir o campo tecnológico da mesma.
Em adição, vale destacar que são também previstos sistemas de suspensão inferior3 dispostos entre a unidade de compressão 1 e a carcaça hermética 2. Tais sistemas de suspensão 3 são também amplamente conhecidos pelos técnicos versados no assunto e não integram, para todos os efeitos, compreende o objeto da invenção em questão, mas sim, apenas outro dos elementos fundamentais que integram um compressor hermético alternativo.
Apenas a título de comentário, pode-se ressaltar que os sistemas de suspensão inferior 3 de compressores herméticos alternativos de aplicação móvel são especialmente fabricados de modo que vibrações externas fluam para o interior da carcaça hermética.
Conforme mais bem ilustrado na figura 2, o conjunto limitador de movimento do compressor hermético alternativo compreende um batente superior 4, corpo de alojamento 5.
O batente superior 4 compreende, preferencialmente, um bloco metálico hábil de ser fixado à porção superior-interna da carcaça hermética 2 através de, preferencialmente soldagem. Entretanto, o batente superior 4, conforme a invenção em questão, pode ser fixado á porção superior-interna da carcaça hermética 2 através de qualquer outro meio de fixação já conhecido pelos técnicos versados no assunto, como, por exemplo, parafusos e outros.
O corpo de alojamento 5 compreende, preferencialmente, uma armação metálica que define uma cavidade de alojamento 51, uma porção extensora 52 e extremidades de fixação 53.
A cavidade de alojamento 51, conforme melhor ilustrado na figura 3, compreende uma parede contornante 511 e uma placa de fundo 512, ambas de perímetro circular.
A referida placa de fundo 512 da cavidade de alojamento 51 prevê ainda um orifício de equalização 513, o qual tema função de manter equalizada a pressão interna da cavidade de alojamento 51 com o ambiente da carcaça hermética do compressor e, mais particularmente, compressor no momento em que o compressor estiver no processo de vácuo, garantido o acoplamento correto da estrutura de amortecimento 6.
A porção extensora 52 encontra-se projetada a partir da cavidade de alojamento 51 e finda nas extremidades de fixação 53, as quais compreendem, simplesmente, projeções inclinadas providas de furos passantes para alojamento de meios de fixação 7.
As extremidade de fixação 53 acabam por definir o ângulo de engaste do corpo de alojamento 5, o qual pode variar de -1o até - 2o cotado na porção extensora 52. Tal angulação visa garantir o engaste do corpo de alojamento 5 no bloco fundido da unidade de compressão 1. Isto se faz necessário para evitar repique corpo de alojamento 5, e problemas de ruído e vibração.
Neste sentido, e conforme ilustrado na figura 2, o corpo de alojamento 5 é fixado, em conjunto com a tampa do cabeçote 11 (do arranjo de cabeçote-válvulas da unidade de compressão 1) à unidade de compressão 1 através de meios de fixação 7 que atravessam as suas extremidades de fixação 53.
As características até o momento descritas, com exceção de certos detalhes específicos e não fundamentais do corpo de alojamento 5, podem também ser verificadas nos documentos DE102007052580 e CN101871445.
No entanto, o compressor hermético alternativo de aplicação móvel provido de 5 conjunto limitador de movimento, de acordo com a presente invenção, é ainda integrado por uma estrutura de amortecimento 6, a qual não é prevista nos referidos documentos DE102007052580 e CN101871445.
Conforme mais bem ilustrada nas figuras 2, 4 e 5, a estrutura de amortecimento 6 encontra-se alojada no interior da cavidade de alojamento 51 do corpo de alojamento 5, e 10 compreende pelo menos uma parede contornante 61 e pelo menos uma placa de fundo 62. Preferencialmente, a referida estrutura de amortecimento 6 é confeccionada em elastômero de fluorpolimero.
Em sua concretização preferencial, a estrutura de amortecimento 6 apresenta dimensões análogas às dimensões da cavidade de alojamento 51 do corpo de alojamento 5, 15 sendo que tanto sua parede contornante 61 quanto sua placa de fundo 62 apresentam um contorno circular.
Ainda de acordo com esta concretização preferencial, a referida parede contornante 61 projeta-se a partir da placa de fundo 62.
Uma vez que a estrutura de amortecimento 6 encontra-se alojada no interior da 20 cavidade de alojamento 51 do corpo de alojamento 5, é possível aferir que, ao contrário do que prevê o atual estado da técnica, o batente superior 4 encontra-se alojado, de forma substancialmente flutuante, no interior da referida estrutura de amortecimento 6 (ao invés de estar alojado no próprio corpo de alojamento).
Esta concretização, por si só, já inibe qualquer possibilidade de contato físico entre 25 o referido batente superior 4 e o corpo de alojamento 5.
Sendo assim, é a própria estrutura de amortecimento 6 que limita a movimentação da unidade de compressão 1 em relação à carcaça hermética 2, afinal, toda movimentação da unidade de compressão 1 reflete em uma movimentação do corpo de alojamento 5 e da estrutura de amortecimento 6, sendo que apenas esta última possui contato físico com o 30 batente superior 4 fixo à carcaça hermética 2.
Desta forma, é possível utilizar um componente rígido (corpo de alojamento 5) para fixação na unidade de compressão 1, e um componente maleável (estrutura de amortecimento 6) para desempenhar contato com o batente superior 4.
Consequentemente, a estrutura de amortecimento 6 acaba atuando como 35 componente de absorção de vibrações e ruídos quando ocorre choque entre os componentes móveis e componentes fixos do compressor hermético alternativo ora descrito.
Em adição, e devido ao fato da estrutura de amortecimento 6 ser compreendida por uma parede contornante 61 e uma placa de fundo 62, ocorre que a referida parede contornante 61 acaba definindo o curso da movimentação horizontal da unidade de compressão 1 no interior da carcaça hermética, e a referida placa de fundo 62 acaba definindo o curso da movimentação vertical superior da unidade de compressão 1 no interior 5 da carcaça hermética 2.
Assim, a placa de fundo 62 da estrutura de amortecimento 6 acaba por substituir, com mais eficiência, a mola existente no conjunto descrito no documento CN101871445.
Isto porque a referida placa de fundo 62 da estrutura de amortecimento 6 atua como fim-de-curso em relação ao batente superior 4, definindo um limite de movimentação 10 superior da unidade de compressão 1 no interior da carcaça hermética 2.
Segundo a invenção em questão, a limitação de movimentação inferior da unidade de compressão 1 no interior da carcaça hermética 2 pode ser definida pelos sistemas de suspensão inferior 3.
É importante ressaltar que a descrição acima tem como único objetivo descrever, 15 de forma exemplificativa, a concretização preferencial da invenção em questão. Assim, torna-se claro que o escopo da invenção em questão deve incluir diversas modificações, variações e combinações construtivas dos elementos que exercem a mesma função substancialmente da mesma forma para alcançar os mesmos resultados, sendo limitado apenas pelo teor das reivindicações.

Claims (6)

1. Compressor hermético alternativo para uma aplicação móvel provido de conjunto limitador de movimento, compreendendo:pelo menos uma unidade de compressão (1) movelmente disposta no interior de uma carcaça hermética (2);pelo menos um sistema de suspensão inferior (3) entre a pelo menos uma unidade de compressão (1) e a carcaça hermética (2);pelo menos um conjunto limitador de movimento compreendido por pelo menos um batente superior (4) e pelo menos um corpo de alojamento (5);o pelo menos um batente superior (4) sendo fixo a uma porção superior-interna da carcaça hermética (2);o pelo menos um corpo de alojamento (5) sendo fixo à pelo menos uma unidade de compressão (1) e compreendendo pelo menos uma cavidade de alojamento (51);o compressor sendo caracterizado pelo fato de que:a cavidade de alojamento (51) prevê ainda um orifício de equalização (513);pelo menos uma estrutura de amortecimento (6) alojada no interior da cavidade de alojamento (51) do corpo de alojamento (5) é adicionalmente fornecida;a referida pelo menos uma estrutura de amortecimento (6) compreendendo pelo menos uma parede contornante (61) e pelo menos uma placa de fundo (62);a cavidade de alojamento (51) compreendendo uma cavidade de parede contornante (511) e uma cavidade de placa de fundo (512); e o orifício de equalização (513) é disposto na cavidade de placa de fundo (512) da cavidade de alojamento (51).
2. Compressor, conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede contornante (61) é uma projeção a partir da placa de fundo (62).
3. Compressor, conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a placa de fundo (62) possui um contorno circular.
4. Compressor, conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o batente superior (4) encontra-se alojado, de forma substancialmente flutuante, no interior da estrutura de amortecimento (6).
5. Compressor, conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura de amortecimento (6) é confeccionada em elastômero de fluorpolímero.
6. Compressor, conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede contornante (61) da estrutura de amortecimento (6) define o curso da movimentação horizontal da unidade de compressão (1) no interior da carcaça hermética (2); a placa de fundo (62) da estrutura de amortecimento (6) define o curso da movimentação vertical superior da unidade de compressão (1) no interior da carcaça hermética (2).
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