BR102015002503B1 - Método de operação para um dispositivo condicionador de ar comprimido preferencialmente eletrônico, e dispositivo de condicionamento de ar comprimido - Google Patents
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Abstract
MÉTODO DE OPERAÇÃO PARA UM DISPOSITIVO PREFERENCIALMENTE ELETRÔNICO CONDICIONADOR DE AR COMPRIMIDO E DISPOSITIVO DE CONDICIONAMENTO DE AR COMPRIMIDO A invenção diz respeito a um método de operação para um dispositivo condicionador de ar comprimido apropriadamente eletrônico 100 para conexão, por um lado, a um dispositivo compressor de ar 200 acionável automaticamente em um estado sem carga por meio de ar comprimido oriundo do dispositivo condicionador de ar comprimido 100 e, por outro lado, a um sistema de ar comprimido 300. O dispositivo condicionador de ar comprimido 100 compreende um dispositivo de fornecimento FE conectável ao dispositivo compressor de ar 200, uma primeira válvula V1, uma segunda válvula V2, uma terceira válvula V3 e uma quarta válvula V4. A partir de uma fase sem carga para uma fase de fornecimento, a primeira válvula V1 e a terceira válvula V3 são comutadas para um estado bloqueado "O", e a segunda válvula V2 é comutada para um estado aberto "1 ", de tal modo que ar seja guiado a partir do sistema de ar comprimido 300 por meio da segunda válvula V2 e seja reconduzido, ao desviar da quarta válvula V4, para o dispositivo de fornecimento FE. Além disso, a invenção diz respeito a um dispositivo condicionador de ar comprimido 100, o (...).
Description
[0001] A invenção diz respeito a um método de operação para um dispositivo especialmente eletrônico condicionador de ar comprimido para um veículo comercial, por exemplo, um caminhão ou um ônibus. A invenção diz respeito, ainda, a um dispositivo condicionador de ar comprimido, o qual é configurado para realizar o método de operação.
[0002] Atualmente são tipicamente instalados em veículos comerciais com sistemas pneumáticos de ar comprimido compressores de ar que podem ser comutados, numa maneira qualquer, da operação de fornecimento (operação de trabalho) para uma operação de economia de energia (operação sem carga) com reduzido desempenho de fornecimento e, por isso mesmo, reduzido consumo de energia. A redução máxima acontece por operação de uma ligação entre tomada de força do motor e o compressor de ar. Uma redução parcial acontece por operação de uma válvula no cabeçote de cilindro do compressor de ar, com o que câmara de indução e a câmara de compressão são conectadas entre si, ocorrendo, por conseguinte, uma compressão e entrega de ar fortemente reduzidas. A operação da válvula se dá normalmente por meio de um sinal pneumático de controle ou por pressão em um duto fornecedor conduzindo ar comprimido. Em último caso, a fim de se chegar ao modo de economia de energia uma válvula de descarga de um secador de ar a jusante ou de uma unidade eletrônica de condicionamento de ar deve ser aberta e, com isso, o duto fornecedor deve ser ventilado. Uma válvula antirretorno a jusante da válvula de descarga garante a pressão no sistema de ar comprimido. Tipicamente, o processo de fechamento acontece se a pressão máxima permitida de sistema for atingida no sistema de ar comprimido. No caso de uma pressão no duto fornecedor abaixo, por exemplo, de típicos cerca de 2 bar, a válvula se comuta no cabeçote de cilindro de compressor de ar, com o que câmara de indução e câmara de compressão são conectadas entre si. O compressor de ar fica no modo de economia de energia, a quantidade reduzida de fornecimento é ventilada para atmosfera por meio da válvula de descarga. No entanto, caso a pressão de sistema caia abaixo de uma pressão mínima definida, a válvula de descarga deve ser fechada. Com isso, a pressão no duto fornecedor cresce novamente de maneira lenta. Normalmente, cerca de 2 litros em volume devem ser cheios, a saber, o duto fornecedor entre compressor de ar e unidade de condicionamento de ar bem como um cartucho de agente de secagem da unidade de condicionamento de ar. No início, o compressor de ar fornece apenas a quantidade reduzida de ar e só fornecer novamente acima de cerca de 2 bar no duto fornecedor se a válvula no cabeçote de cilindro de compressor de ar fechar a conexão entre câmara de indução e câmara de compressão. Apenas se a pressão no duto fornecedor tiver crescido acima da pressão atual de sistema o ar será novamente fornecido ao sistema de compressor de ar. Especialmente quando se deseja usar fases de freio motor (por exemplo, descida de serra) é que um tempo relativamente longo passa até que a energia disponível tenha sido armazenada no sistema de ar comprimido como resultado da quantidade inicialmente reduzida de fornecimento de ar. Quando de curtas fases de freio motor, pode acontecer que a pressão no duto fornecedor ainda não esteja acima da pressão de sistema e, com isso, seja ventilada novamente por meio da válvula de descarga, sendo efetivamente “desprotegida”, com o que a energia não pode ser armazenada.
[0003] Uma tarefa da invenção é criar um método de operação para um dispositivo apropriadamente eletrônico de condicionamento de ar comprimido para um veículo comercial, por meio do qual especialmente fases curtas de freio motor também podem ser usadas para recuperação de energia ou conversão de energia, especialmente por meio do qual a pressão em um duto fornecedor possa ser formada mais rapidamente a partir de uma fase de economia de energia / sem carga, por exemplo, por meio de um limite de pressão preferencialmente de aproximadamente 2 bar.
[0004] O objeto pode ser atingido com as características da reivindicação independente. Modalidades vantajosas da invenção podem ser extraídas das reivindicações dependentes e da descrição a seguir.
[0005] A invenção cria um método de operação para um dispositivo especialmente eletrônico de condicionamento de ar comprimido para conexão a um dispositivo compressor de ar (por exemplo, compressor com um assim chamado sistema automático sem carga) acionável automaticamente em um estado sem carga por meio de ar comprimido oriundo do dispositivo condicionador de ar comprimido e para conexão a um sistema de ar comprimido.
[0006] O dispositivo de condicionamento de ar comprimido compreende um dispositivo de fornecimento (por exemplo, um duto fornecedor) conectável ao dispositivo compressor de ar, compreende uma primeira válvula, uma segunda válvula, uma terceira válvula e uma quarta válvula.
[0007] A partir de uma fase sem carga (por exemplo, fase de economia de energia) para uma fase de fornecimento (por exemplo, fase de trabalho), a primeira válvula e a terceira válvula são comutadas para um estado bloqueado e a segunda válvula é comutada para um estado aberto. Como resultado, ar pode ser reconduzido a partir do sistema de ar comprimido, por meio da segunda válvula e ao desviar da quarta válvula, para o dispositivo de fornecimento, a fim de poder construir especialmente o ar comprimido no dispositivo de fornecimento a partir da fase sem carga partindo de um dispositivo de fornecimento sem pressão. Assim, energia a partir das fases de freio motor (por exemplo, descida de serra), especialmente até mesmo em fases curtas de freio motor abaixo de 30 segundos, por exemplo, abaixo de 15 segundos ou até mesmo abaixo de 5 segundos, pode ser convertida em ar comprimido e armazenada no sistema de ar comprimido.
[0008] É possível que a partir da fase sem carga o ar seja guiado a partir do sistema de ar comprimido, por meio de um duto de conexão, para um segmento de duto do dispositivo de condicionamento de ar comprimido entre a quarta válvula e um dispositivo de secagem de ar ou de condicionamento de ar e seja reconduzido por meio do dispositivo de secagem de ar ou de condicionamento de ar para o dispositivo de fornecimento.
[0009] O duto de conexão se ramifica preferencialmente a partir de um segmento de duto conectando a segunda válvula à terceira válvula e desemboca entre a quarta válvula e o dispositivo de secagem de ar ou de condicionamento de ar.
[0010] O duto de conexão pode possuir uma válvula estranguladora, a qual representa uma quinta válvula do dispositivo de condicionamento de ar comprimido.
[0011] A segunda válvula pode, a partir de uma fase sem carga, ser comutada de um estado bloqueado para um estado aberto e apropriadamente sempre e somente de novo para um estado bloqueado quando, por meio de um sensor de pressão, por exemplo, um aumento de pressão é detectado em um segmento de duto entre a segunda válvula e o sistema de ar comprimido.
[0012] A primeira válvula e/ou a segunda válvula é uma válvula de comutação preferencialmente comutável de forma elétrica, preferencialmente uma válvula magnética.
[0013] É possível que ar a partir do sistema de ar comprimido atue sobre a terceira válvula por meio da primeira válvula quando a primeira válvula está aberta, a fim de comutar a terceira válvula. A terceira válvula permanece apropriadamente em conexão com a primeira válvula por meio de um segmento de duto, a fim de ser comutada por meio de ar comprimido a partir do sistema de ar comprimido e/ou a partir da primeira válvula.
[0014] Além disso, ar a partir do sistema de ar comprimido pode atuar sobre a terceira válvula por meio da segunda válvula quando a segunda válvula está aberta para comutar a terceira válvula. A terceira válvula permanece apropriadamente em conexão com a segunda válvula por meio de um segmento de duto, a fim de ser comutada por meio de ar comprimido a partir do sistema de ar comprimido e/ou da segunda válvula.
[0015] A terceira válvula, por conseguinte, pode ser apropriadamente controlada tanto por meio da primeira válvula quanto por meio da segunda válvula por meio de ar comprimido a partir do sistema de ar comprimido.
[0016] A terceira válvula é preferencialmente uma válvula de descarga de ar para bloqueio ou liberação seletivos de ar a partir do dispositivo de fornecimento e/ou é uma válvula comutável por ar comprimido, especialmente válvula comutável por ar comprimido oriundo da primeira válvula e da segunda válvula.
[0017] A quarta válvula, por outro lado, é preferencialmente uma válvula estranguladora.
[0018] A quarta válvula pode, por exemplo, permitir uma passagem de ar a partir do dispositivo de fornecimento em direção ao sistema de ar comprimido; por outro lado, pode impedir uma passagem de ar a partir do sistema de ar comprimido em direção ao dispositivo de fornecimento.
[0019] O dispositivo condicionador de ar comprimido pode possuir um sensor de pressão para detecção do ar comprimido entre a segunda válvula e o sistema de ar comprimido. A segunda válvula pode ser comutada dependendo dos valores detectados pelo sensor de pressão.
[0020] Deve-se citar que o termo “ar”, no contexto da invenção, pode ser entendido de maneira ampla, podendo compreender, também, preferencialmente outros gases.
[0021] Além disso, deve-se citar que o termo “fase sem carga” compreende uma “fase de economia de energia” e o termo “fase de fornecimento” pode compreender uma “fase de trabalho”.
[0022] A invenção não está limitada a um método de operação, mas sim compreende também um dispositivo de condicionamento de ar comprimido, o qual é configurado para realizar o método de operação aqui descrito.
[0023] As modalidades e características preferenciais da invenção anteriormente descritas podem ser combinadas entre si na maneira que se desejar. Outras modalidades vantajosas da invenção são divulgadas nas reivindicações dependentes e surgem como resultado da descrição a seguir de modalidades preferenciais da invenção em conexão com as Figuras anexas.
[0024] Figura 1 mostra uma representação esquemática de um dispositivo de condicionamento de ar comprimido de acordo com uma modalidade da invenção em um estado de sistema “comutar o compressor de ar rapidamente da fase sem carga para a fase de fornecimento”;
[0025] Figura 2 mostra o dispositivo de condicionamento de ar comprimido da Figura 1 no estado de sistema “fornecimento”;
[0026] Figura 3 mostra o dispositivo de condicionamento de ar comprimido das Figuras 1 e 2 no estado de sistema “descomutar mais regenerar o compressor de ar”; e
[0027] Figura 4 mostra o dispositivo de condicionamento de ar comprimido das Figuras 1 à 3 no estado de sistema “descomutar compressor de ar”.
[0028] Figura 1 mostra um dispositivo eletrônico de condicionamento de ar comprimido 100 de acordo com uma modalidade da invenção. O dispositivo de condicionamento de ar comprimido 100 serve para conexão, por um lado, a um dispositivo compressor de ar 200 (por exemplo, compressor de ar com o assim chamado sistema automático sem carga SLS; compressor de ar pode se comutar automaticamente em estado sem carga) acionável automaticamente em um estado sem carga por meio de ar comprimido oriundo do dispositivo condicionador de ar comprimido 100 e, por outro lado, a um sistema de ar comprimido (300) e para conexão, por outro lado, a um sistema de ar comprimido 300. O dispositivo de condicionamento de ar comprimido 100 e o dispositivo compressor de ar 200 são conectados entre si por meio de um dispositivo de fornecimento (duto fornecedor) FE. O dispositivo de fornecimento FE vai até dentro do dispositivo de condicionamento de ar comprimido 100 por meio de uma entrada 1.
[0029] O dispositivo de condicionamento de ar comprimido 100 compreende uma primeira válvula V1 (válvula magnética eletricamente comutável), uma segunda válvula V2 (válvula magnética eletricamente comutável), uma terceira válvula V3 (válvula de descarga de ar), uma quarta válvula V4 (válvula antirretorno) e uma quinta válvula V5 (válvula estranguladora). A terceira válvula V3 serve para bloqueio ou liberação seletivas, controladas por ar comprimido, de ar a partir do dispositivo de fornecimento FE. O ar sendo entregue por meio da terceira válvula V3 pode ser alimentado por meio de uma saída 3 a partir do dispositivo de condicionamento de ar comprimido 100.
[0030] O dispositivo de condicionamento de ar comprimido 100 compreende um dispositivo de condicionamento de ar T, por exemplo, um dispositivo de secagem de ar, para regeneração especialmente de ar seco a partir do sistema de ar comprimido 300.
[0031] A terceira válvula V3 permanece em conexão com a primeira válvula V1 por meio de um segmento de duto 1-3, a fim de ser comutada por meio de ar comprimido a partir da primeira válvula V1. Ar a partir do sistema de ar comprimido 300 pode atuar, por meio da primeira válvula V1, sobre a terceira válvula V3, se a primeira válvula V1 estiver aberta, a fim de comutar a terceira válvula V3.
[0032] A terceira válvula V3 permanece em conexão, por meio de um segmento de duto 2-3, com a segunda válvula V2, a fim de ser comutada por meio de ar comprimido a partir da segunda válvula V2. Ar a partir do sistema de ar comprimido 300 pode atuar, por meio da segunda válvula V2, sobre a terceira válvula V3, se a segunda válvula V2 estiver aberta, a fim de comutar a terceira válvula V3.
[0033] Um duto de conexão VL se ramifica a partir do segmento de duto 2-3 e desemboca entre a quarta válvula V4 e o dispositivo de condicionamento de ar T. O duto de conexão VL compreende a quinta válvula V5.
[0034] A operabilidade do sistema mostrado na Figura 1 será descrita a seguir mediante referência às Figuras de 1 a 4, em que a Figura 1 mostra o estado de sistema “comutar o compressor de ar rapidamente da fase sem carga para a fase de fornecimento; Figura 2 mostra o estado de sistema “fornecimento”; Figura 3 mostra o estado de sistema “descomutar mais regenerar o compressor de ar” e Figura 4 mostra o estado de sistema “descomutar compressor de ar”.
[0035] Partindo de uma fase sem carga ou de economia de energia (Figura 4) para uma fase de fornecimento ou de trabalho (Figura 2), a primeira válvula V1 e a terceira válvula V3 são comutadas para um estado bloqueado “0” e a segunda válvula V2 é comutada para um estado aberto “1” (Figura 1), de tal modo que ar a partir do sistema de ar comprimido 300 seja reconduzido, por meio da segunda válvula V2 e ao desviar da quarta válvula V4 - portanto, paralelamente em relação à quarta válvula V4 - para o dispositivo de fornecimento FE, com o que se aplica pressão sobre o dispositivo de fornecimento FE inicialmente sem pressão. Com isso, a partir da fase sem carga a pressão pode ser construída mais rapidamente no dispositivo de fornecimento FE, a fim de poder empregar da melhor maneira o fornecimento de ar comprimido especialmente durante fases mais curtas de frio motor do veículo comercial. Mesmo fases de freio motor abaixo de 30 segundos, por exemplo, abaixo de 15 segundos ou mesmo abaixo de 5 segundos podem ser usadas como tendo ganho de energia. A fim de regenerar ar seco a partir do sistema de ar comprimido 300, por outro lado a segunda válvula V2 é aberta quando a terceira válvula V3 está aberta, com o que ar seco a partir do sistema de ar comprimido 300 pode fluir paralelo à quarta válvula V4 por meio do duto de conexão VL e por meio da quinta válvula V5 através do dispositivo de condicionamento de ar T para sua própria regeneração (Figura 3).
[0036] O sistema provê, portanto, armazenar ar a partir do sistema de ar comprimido 300 no dispositivo de fornecimento FE. Isso pode ser realizado pelo fato de que quando a terceira válvula V3 está fechada a segunda válvula V2 é aberta, de modo que ar flua para o dispositivo de fornecimento FE e a pressão possa aumentar mais rapidamente acima de uma pressão limite de convencionais cerca de 2 bar, por exemplo. Disso resulta que o dispositivo compressor de ar 200 pode voltar a fornecer de forma mais rápida a quantidade plena de ar e a pressão pode ultrapassar mais rapidamente a pressão de sistema no dispositivo de fornecimento FE. A energia livremente disponível na fase de freio motor pode ser armazenada mais rapidamente no sistema de ar comprimido 300, mesmo até quando a fase de freio motor é relativamente curta.
[0037] O sistema possibilita, por conseguinte, o uso especialmente de fases mais curtas de freio motor para obtenção (“retro- obtenção”) de energia livremente disponível dentro das fases de freio motor ou para conversão de energia livremente disponível dentro das fases de freio motor em ar comprimido e armazenamento subsequente no sistema de ar comprimido 300. Por meio de alimentação de ar comprimido a partir do sistema de ar comprimido 300 para o dispositivo de fornecimento FE, o dispositivo compressor de ar 200 pode ser trocado mais rapidamente de uma fase sem carga para uma fase (completa) de fornecimento.
[0038] A segunda válvula V2 é comutada, a partir da fase sem carga, de um estado bloqueado “0” para um estado aberto “1” e de fato apropriadamente sempre e somente, então, quando um aumento de pressão é detectado por meio de um sensor de pressão S entre o sistema de ar comprimido 300 e a segunda válvula V2.
[0039] A invenção não está limitada às modalidades preferenciais descritas acima; pelo contrário, uma pluralidade de variantes e modificações é possível, as quais também fazem uso das ideias da invenção e, por esse motivo, recaem no escopo de proteção. Além disso, a invenção reivindica proteção para o objeto e para as características das reivindicações dependentes, independentemente das características e reivindicações tomadas por referência. Listas dos números de referência 100 Dispositivo condicionador de ar comprimido 200 Dispositivo compressor de ar (compressor de ar) 300 Sistema de ar comprimido V 1 Primeira válvula V 2 Segunda válvula V 3 Terceira válvula V 4 Quarta válvula V 5 Quinta válvula FE Dispositivo de fornecimento T Dispositivo de secagem de ar ou de condicionamento de ar VL Duto de conexão 1-3 Duto de conexão (primeira válvula - terceira válvula) 2-3 Duto de conexão (segunda válvula - terceira válvula) S Sensor de pressão “0” Estado bloqueado “1” Estado aberto M Motor
Claims (12)
1. Método de operação para um dispositivo condicionador de ar comprimido (100) preferencialmente eletrônico para a conexão, por um lado, a um dispositivo compressor de ar (200) acionável automaticamente em um estado sem carga por meio de ar comprimido oriundo do dispositivo condicionador de ar comprimido (100) e, por outro lado, a um sistema de ar comprimido (300), caracterizado pelo fato de que o dispositivo condicionador de ar comprimido (100) possui um dispositivo de fornecimento (FE) conectável ao dispositivo compressor de ar (200), uma primeira válvula (V1), uma segunda válvula (V2), uma terceira válvula (V3) e uma quarta válvula (V4), em que, a partir de uma fase sem carga para uma fase de fornecimento, a primeira válvula (V1) e a terceira válvula (V3) são comutadas para um estado bloqueado (“0”), e que a segunda válvula (V2) é comutada para um estado aberto (“1”), de tal modo que o ar do sistema de ar comprimido (300) é guiado de volta para o dispositivo de fornecimento (FE) por meio da segunda válvula (V2) enquanto desvia da quarta válvula (V4).
2. Método de operação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ar é guiado a partir do sistema de ar comprimido (300) por meio de um duto de conexão (VL) para um segmento de duto do dispositivo condicionador de ar comprimido (100) entre a quarta válvula (V4) e um dispositivo de preparação de ar ou de secagem de ar (T) e é reconduzido por meio do dispositivo de preparação de ar ou de secagem de ar (T) para o dispositivo de fornecimento (FE).
3. Método de operação, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o duto de conexão (VL) possui uma válvula estranguladora (V5).
4. Método de operação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a segunda válvula (V2), a partir da fase sem carga para um estado bloqueado (“0”), é comutada para um estado aberto (“1”) e novamente comutada para um estado bloqueado (“0”) quando um aumento de pressão é detectado entre a segunda válvula (V2) e o sistema de ar comprimido (300).
5. Método de operação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a primeira válvula (V1) e/ou a segunda válvula (V2) é uma válvula de comutação eletricamente comutável, preferencialmente uma válvula magnética.
6. Método de operação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que ar a partir do sistema de ar comprimido (300) atua, por meio da primeira válvula (V1), sobre a terceira válvula (V3), se a primeira válvula (V1) estiver aberta (“1”), a fim de comutar a terceira válvula (V3).
7. Método de operação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que ar a partir do sistema de ar comprimido (300) atua, por meio da segunda válvula (V2), sobre a terceira válvula (V3), se a segunda válvula (V2) estiver aberta (“1”), a fim de comutar a terceira válvula (V3).
8. Método de operação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a terceira válvula (V3) é uma válvula de descarga de ar para o bloqueio ou a liberação de ar a partir do dispositivo de fornecimento (FE) e/ou pode ser comutada por ar comprimido, especialmente por meio de ar a partir do sistema de ar comprimido (300).
9. Método de operação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a quarta válvula (V4) é uma válvula antirretorno.
10. Método de operação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a quarta válvula (V4) permite uma passagem de ar a partir do dispositivo de fornecimento (FE) para o sistema de ar comprimido (300) e impede uma passagem de ar a partir do sistema de ar comprimido (300) para o dispositivo de fornecimento (FE).
11. Método de operação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de condicionamento de ar comprimido (100) possui um sensor de pressão (S) para a detecção da pressão do ar entre a segunda válvula (V2) e o sistema de ar comprimido (300) e a segunda válvula (V2) é preferencialmente comutada dependendo dos valores detectados por meio do sensor de pressão (S).
12. Dispositivo de condicionamento de ar comprimido (100), caracterizado pelo fato de ser configurado para realizar o método de operação, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.
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