BR102016013772A2 - Performance introduced in system for connection of refrigerant fluid discharge tubes in hermetic compressor cylinder covers, and corresponding implementation process - Google Patents
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Abstract
resumo ?aperfeiçoamento introduzido em sistema para conexão de tubos de descarga de fluido refrigerante em tampas de cilindro de compressores herméticos, e correspondente processo de execução? a presente invenção pertence ao campo tecnológico dos compressores para sistemas de refrigeração e, segundo uma concretização preferencial da presente invenção, o dispositivo de conexão (10) compreende um corpo substancialmente cilíndrico ou tubular (11) provido, em uma de suas extremidades, de uma projeção perimetral externa (12) e cooperante com um duto ou canal (21) de uma tampa de cilindro (2), sendo que preferencialmente o dispositivo (10) será produzido em liga de alumínio, aço ou outra liga metálica com propriedades estruturais e térmicas afins, principalmente em função dos esforços que deverá suportar durante o uso e para ser passível de absorver a variação de tolerância e ter uma elasticidade capaz de oferecer resistência na hora em que a conexão sofrer esforços mecânicos de execução ? principalmente torção.
Description
“APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM SISTEMA PARA CONEXÃO DE TUBOS DE DESCARGA DE FLUIDO REFRIGERANTE EM TAMPAS DE CILINDRO DE COMPRESSORES HERMÉTICOS, E CORRESPONDENTE PROCESSO DE EXECUÇÃO” Campo da Invenção [001] Refere-se a presente invenção a um aperfeiçoamento introduzido em sistema de conexão para tubos de descarga de compressores herméticos, mais precisamente para permitir o acoplamento entre o tubo de descarga de gás refrigerante e a tampa do cilindro do compressor de forma mais simples, prática, eficaz e econômica que o conseguido com o uso dos similares conhecidos no atual estado da técnica.
Fundamentos da Invenção [002] Conforme é de conhecimento geral, os compressores são equipamentos amplamente utilizados em sistemas de refrigeração, mais precisamente para promover a circulação contínua do fluido refrigerante em um ciclo. Para tanto compreendem, no interior de uma carcaça hermeticamente fechada, um conjunto mecânico do qual faz parte um bloco contendo uma cavidade cilíndrica na qual se movimenta um pistão, sendo que o dito cilindro é fechado por uma tampa na qual fica localizada uma válvula de descarga através da qual o fluido refrigerante com pressão elevada em função da atuação do pistão é expelido para continuar seu trajeto no ciclo de refrigeração.
[003] Nas configurações convencionais conhecidas, a tampa do cilindro de compressão é presa com o auxílio de quatro parafusos, sendo que um desses parafusos possui uma concretização diferenciada para atuar como elemento de conexão entre a tampa e o tubo de descarga - ou seja, o gás refrigerante passa pelo dito parafuso para adentrar no tubo de descarga. Porém, a evolução nessa tecnologia atingiu um ponto no qual os parafusos de acoplamento da tampa ao bloco deixaram de ser necessários, o que levou a busca de soluções para viabilizar uma nova forma de acoplamento do tubo de descarga à tampa do cilindro.
[004] Uma solução de acoplamento de tubo de descarga foi proposta no documento US2004/0052661 conforme ilustrado na Figura 1 anexa, no qual um membro de conexão 120 deve ser acoplado ao orifício de conexão 101 de um bloco de cilindro 100 para, posteriormente, receber em sua cavidade central o tubo de descarga 110 que, pela ação de um membro de compressão 130, promoverá a expansão do membro de conexão 120 para finalizar o acoplamento entre os componentes. Ademais, a região interna do orifício de conexão 101 do bloco 100 é roscada para causar a deformação do membro de compressão 130 durante o acoplamento do tubo de descarga 110. Ocorre, porém, que a conformação de rosca na superfície interna do orifício 101 do bloco 100 acaba demandando processos produtivos mais complexos que oneram significativamente o custo final da peça. Além disso, a vedação dessa conexão - que é feita apenas por interferência, sem a utilização de nenhum meio vedante adicional - fica totalmente dependente das alterações mecânicas desses componentes, posto ser promovida apenas pela expansão do membro de conexão 130 como consequência da inserção do tubo de descarga 120; no entanto é sabido que durante os processos produtivos dos componentes ocorrem variações dimensionais, de modo que existem riscos de que eventuais variações possam interferir na adequada vedação da conexão - o que poderia comprometer todo o funcionamento do sistema de refrigeração e causar transtornos diversos. Saliente-se, ainda, que a solução do documento em questão é destinada à fixação do tubo de descarga no bloco do compressor, e não na sua tampa - onde é mais adequado.
[005] Tendo em vista os inconvenientes acima, nota-se que o atual estado da técnica carece de soluções práticas, eficientes e econômicas para promover o acoplamento entre um tubo de descarga e a tampa de cilindro de um compressor hermético.
Objetivos da Invenção [006] Portanto, a presente invenção visa, basicamente, solucionar o problema técnico da dificuldade e da complexidade de se acoplar tubos de descarga de gás refrigerante à tampa de um bloco de cilindro de compressão.
[007] Em função disso, é um dos principais objetivos da presente invenção revelar um aperfeiçoamento introduzido em sistema para conexão de tubos de descarga de fluido refrigerante em tampas de cilindro de compressores herméticos que sejam presas ao respectivo bloco sem a utilização de parafusos.
[008] É também um objetivo da presente invenção prover um sistema para conexão de tubos de descarga que não utilizem elementos de fixação da tampa (pinos, parafusos ou afins) como meios de passagem ou interação com o fluido refrigerante que circula pelo sistema.
[009] É ainda um objetivo da presente invenção prover um sistema para conexão de tubos de descarga que auxilie na redução da perda de carga que, nos sistemas similares conhecidos, era consequência da obstrução do caminho do gás pelos parafusos ou elementos de fixação da tampa, sendo que a minimização da dita perda de carga resulta em significativo ganho de eficiência do compressor.
[010] Outro dentre os objetivos da invenção é revelar um sistema de conexão de tubos que compreenda elementos exclusivamente destinados a promover a adequada vedação da conexão de modo a garantir a total estanqueidade do sistema de refrigeração, independente das variações dimensionais que seus componentes constituintes possam apresentar.
[011] Ainda outro dentre os objetivos da presente invenção é prover um sistema de conexão de tubos que permita a montagem por interferência entre o dito dispositivo de conexão e o tubo de descarga.
[012] A presente invenção visa, também, revelar um processo de execução da conexão entre o tubo de descarga e a tampa do cilindro de compressão que pro- porcione ótimas condições de vedação de forma prática, rápida e econômica.
Sumário da Invenção [013] Os objetivos acima mencionados são alcançados através de um aperfeiçoamento introduzido em sistema para conexão de tubos de descarga de fluido refrigerante em tampas de cilindro de compressores herméticos, mais precisamente para promover o acoplamento entre pelo menos um tubo de descarga (1) em uma tampa de cilindro (2) de um compressor, sendo que segundo uma concretização preferencial da invenção o dito aperfeiçoamento compreende: pelo menos dispositivo de conexão (10) compreendendo um corpo tubular (11) provido, em uma de suas extremidades, de uma aba perimetral (12) cooperante com o tubo de descarga (1); uma tampa de cilindro (2) compreendendo pelo menos um canal (21) cooperante com o pelo menos um dispositivo de conexão (10); e pelo menos uma de camada de material de vedação aplicada nas duas interfaces dispositivo de conexão (10) cooperante com a tampa de cilindro 2, e dispositivo de conexão (10) cooperante com o tubo de descarga (1), sendo que a extremidade do tubo de descarga (1) que coopera com o dispositivo de conexão (10) tem conformação cônica; sendo que a cooperação entre o tubo de descarga (1) e o dispositivo de conexão (10) é feita por interferência; sendo que toda a superfície do tubo de descarga (1) que coopera com o dispositivo de conexão (10) é roletada; sendo que a cooperação entre o dispositivo de conexão (10) e o canal (21) da tampa de cilindro (2) é feita por interferência, e sendo que o dispositivo de conexão (10) é produzido com pelo menos um dentre os seguintes materiais: aço, liga de alumínio, ou liga metálica contendo aço ou alumínio.
[014] Preferencialmente o material de vedação compreende um material adesivo.
[015] Os objetivos acima são alcançados, também, através de um processo de execução de conexão de tubos de descarga de fluido refrigerante em tampas de cilindro de compressores herméticos, caracterizado pelo fato de empregar ao menos um dispositivo de conexão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a X e compreender as seguintes etapas: [016] - (200) execução de roletagem na extremidade do tubo de descarga (1);
[017] - (210) etapa de pré-montagem: acoplamento, por interferência, do tubo de descarga (1) ao dispositivo de conexão (10);
[018] - (220) posicionamento do conjunto pré-montado tubo de descarga (1) com dispositivo de conexão (10) através do canal (21) da tampa de cilindro (2) até que o tubo de descarga (1) atinja o batente (22) existente dentro da tampa do cilindro (2);
[019] - (230) acoplamento do dispositivo de conexão (10) no canal (21) da tampa de cilindro (2) através da pressão exercida por um equipamento adequado à aba perimetral (12) do dispositivo de conexão (10);
[020] - (240) aplicação de pelo menos uma camada de material de vedação sobre as duas interfaces: dispositivo de conexão (10) cooperante com a tampa de cilindro (2), e dispositivo de conexão (10) cooperante com o tubo de descarga (1));
[021] - (250) aplicação de luz ultravioleta ou similar para promover a cura do material de vedação.
[022] Segundo uma concretização preferencial da invenção, o dito tubo (1) conforma um elemento de acoplamento tipo macho para cooperar com um dispositivo de conexão (10) tipo fêmea.
Descrição Resumida dos Desenhos [023] A presente invenção será pormenorizadamente descrita com base nas figuras abaixo indicadas, nas quais: [024] A Figura 1 mostra uma vista esquemática de um sistema de conexão de tubo de descarga do atual estado da técnica;
[025] A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de uma tampa de cilindro de compressão à qual um tubo de descarga foi fixado com auxílio do dispositivo e processo de conexão de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção;
[026] A Figura 3 mostra uma vista em corte de uma tampa de cilindro de compressão devidamente acoplada ao tubo de descarga, permitindo visualizar detalhadamente a posição do dispositivo de conexão aqui apresentado e sua interação com os demais componentes do sistema de refrigeração, e [027] A Figura 4 mostra um fluxograma ilustrativo do processo de execução da conexão do tubo de descarga à tampa de cilindro de compressão objeto da presente invenção.
Descrição Detalhada da Invenção [028] O objeto da presente invenção passará a ser mais detalhadamente descrito e explicado com base nos desenhos apensos, que possuem caráter meramente exemplificativo e não limitativo, posto que adaptações e modificações podem ser feitas sem que, com isso, se fuja do escopo da proteção reivindicada.
[029] A presente invenção refere-se a um dispositivo de conexão 100 que pode ser melhor observado através do corte da Figura 3 anexa, no qual efetua a conexão entre um tubo de descarga 1 (produzido em aço cobreado ou similar) e uma tampa de cilindro 2 de um compressor hermético para sistema de refrigeração.
[030] Segundo uma concretização preferencial da presente invenção, o dispositivo de conexão 10 compreende um corpo substancialmente cilíndrico ou tubular 11 provido, em uma de suas extremidades, de uma aba perimetral 12 que atua como elemento auxiliar para a montagem do dito dispositivo de conexão 10 no orifício, du-to ou canal 21 da tampa de cilindro 2. Preferencialmente o dispositivo 10 será produzido em liga de alumínio, aço ou outra liga metálica com propriedades estruturais e térmicas afins, principalmente em função dos esforços que deverá suportar durante o uso e para ser passível de absorver a variação de tolerância e ter uma elastici- dade capaz de oferecer resistência na hora em que a conexão sofrer esforços mecânicos de execução - principalmente torção.
[031] Cabe esclarecer que uma das principais funções do dispositivo de conexão 10 é absorver a tolerância dimensional tanto do tubo de descarga 1 quanto da tampa de cilindro 2 uma vez que, conforme é de conhecimento dos especialistas no assunto, a tampa 2 é feita em material injetado enquanto o tubo de descarga 1 é metálico, de modo que se tem um campo de tolerância dimensional significativamente grande.
[032] A conexão entre o tubo de descarga 1 e a tampa de cilindro 2 demanda um procedimento inicial de pré-montagem no qual o dispositivo de conexão 10 é unido, por interferência, ao tubo de descarga 1, para então o conjunto dispositivo de conexão 10 + tubo de descarga 1 ser acoplado à tampa do cilindro 2. No entanto, haja vista que a união desses componentes também será feita por interferência à temperatura ambiente, tem-se que a dilatação de cada peça ocorrerá de forma distinta, de modo que se torna necessário utilizar algum meio adesivo para auxiliar na vedação da conexão - a qual é necessária, também, devido ao fato de o material constituinte desses componentes não possuir, por si só, características vedantes.
[033] Para que a conexão aqui proposta possa ser bem realizada e apresente a eficiência adequada, a extremidade do tubo de descarga 1 preferencialmente deve apresentar uma certa conicidade em sua extremidade livre para evitar que a interferência do tubo de descarga 1 no dispositivo de conexão 10 cause a usinagem do mesmo com consequente geração de cavacos oriundos de sua superfície interna.
[034] Saliente-se que a face interna do dispositivo de conexão 10 que permanecerá em contato com o tubo 1 deve ser lisa e retilínea, justamente para eliminar a chance de ocorrência de deformações indevidas que poderíam surgir em função do fato de o tubo de descarga 1 ser muito mais robusto e resistente que o material do dispositivo de conexão 10 - lembrando que preferencialmente a profundidade de inserção do dispositivo de conexão 10 no tubo de descarga 1 deverá ser controlada. Em uma concretização preferencial porém não limitativa da invenção, o tubo de descarga 1 é introduzido no dispositivo de conexão 10 de modo a ultrapassar a extensão do mesmo - ou seja, não só até acabar a roletagem, salientando-se que haverá também um roleteamento reto a fim de compensar variações geométricas em toda superfície do tubo de descarga 1 com o qual o dispositivo de conexão 10 entrar em contato - sendo que como as peças são interferentes entre si, o dispositivo de conexão 10 irá se expandir sobre o tubo 1, deformando ambas as peças e causando um acoplamento rígido e perfeito.
[035] Cabe ressaltar que em uma etapa de pré-montagem do sistema, o tubo de descarga 1 é introduzido no dispositivo de conexão 10 pelo lado em que se localiza a aba perimetral 12, sendo que o dito dispositivo de conexão 10 é arrastado por um comprimento seguro para não haver contato entre o dispositivo de conexão 10 e tampa do cilindro 2 quando o tubo de descarga 1 encontrar o batente 22 dentro da tampa do cilindro 2. Uma vez concluída a referida pré-montagem, o tubo de descarga 1 é então adequadamente posicionado em relação ao batente 22 existente dentro da tampa do cilindro 2 - ou seja, até que ambos os componentes se toquem - e apenas depois desse posicionamento o dispositivo de conexão 10 é forçado, com o auxílio de um equipamento adicional, para adentrar no canal 21 de superfície interna substancialmente cônica a fim de promover a montagem por interferência. Nesse aspecto, é importante destacar que há movimento relativo entre o dispositivo de conexão 10 e o tubo de descarga 1, além do movimento relativo entre o dispositivo de conexão 10 e a tampa do cilindro 2, de modo que após a montagem inicial por interferência esteja consolidada seja possível aplicar um material passível de promover a vedação da conexão.
[036] É também importante deixar claro que a aba perimetral 12 do dispositivo de conexão 10 atua como elemento auxiliar para a montagem, uma vez que dá ao equipamento adicional utilizado nesse procedimento um elemento de apoio ao qual é aplicada a pressão necessária para finalizar o acoplamento entre as peças. Ademais, a profundidade de inserção do dito dispositivo de conexão 10 em relação ao canal 21 será controlado pela força de inserção que deverá ser aplicada de acordo com a resistência mecânica da tampa do cilindro 2.
[037] A vedação da conexão será feita por meio da aplicação de material adesivo nas duas interfaces da montagem, sendo uma delas o conjunto dispositivo de conexão 10 + tampa de cilindro 2, e a outra interface sendo constituída pelo conjunto dispositivo de conexão 10 + tubo de descarga 1. Novamente cabe esclarecer que o material de vedação utilizado na conexão aqui apresentada pode compreender um adesivo que, porém, opera com a função de elemento de vedação, e não como elemento de colagem ou selagem das peças; portanto podem ser utilizados diversos materiais, desde que atendam a essa necessidade. Finda a aplicação do material de vedação, efetua-se a aplicação de luz UV (ultravioleta) ou similar para promover a cura do mesmo e, assim, concluir a montagem da conexão.
[038] Em suma, o processo de conexão de tubos de descarga (1) de fluido refrigerante em tampas de cilindro (2) de compressores herméticos objeto da presente invenção compreende, portanto, as seguintes etapas: [039] (200) Execução de roletagem na extremidade do tubo de descarga 1. Este processo, que deve necessariamente ser anterior ao início da montagem da conexão, deixa somente a extremidade do tubo de descarga 2 cônica para evitar formação posterior de cavaco, enquanto no restante do comprimento se deve assegurar o diâmetro do tubo em toda superfície com a qual o dispositivo de conexão 10 ficará em contato.
[040] (210) Etapa de pré-montagem: acoplamento, por interferência, do tubo de descarga 1 ao dispositivo de conexão 10, sendo que na concretização preferencial ilustrada na Figura 3 anexa, o tubo 1 conforma um elemento de acoplamento tipo macho para cooperar com um dispositivo de conexão 20 tipo fêmea;
[041] (220) Posicionamento do conjunto pré-montado tubo de descarga 1 + dispositivo de conexão 10 através do duto ou canal 21 da tampa de cilindro 2 até que o tubo de descarga 1 atinja o batente 22 existente dentro da tampa do cilindro. Esta etapa deve ser realizada sem que haja interferência entre o dispositivo de conexão 10 e a tampa do cilindro 2 por enquanto - para tanto, o dispositivo de conexão 10 é arrastado a uma distância segura para não tocar a tampa de cilindro 2 antes do tubo de descarga 1 encontrar o batente 22 da tampa do cilindro 2.
[042] (230) Acoplamento do dispositivo de conexão 10 no canal 21 da tampa de cilindro 2. Para tanto, o dispositivo de conexão 10 é pressionado, por sua aba perimetral 12 e com o auxílio de um equipamento adicional, para o canal 21 de superfície substancialmente cônica da tampa do cilindro 2 a fim de unir, por interferência, o tubo de descarga 1 e a tampa do cilindro 2.
[043] (240) Aplicação de pelo menos uma camada de material adesivo (não mostrado) sobre as duas interfaces: dispositivo de conexão 10 + tampa de cilindro 2, e dispositivo de conexão 10 + tubo de descarga 1.
[044] (250) Aplicação de luz UV (ultravioleta) ou similar para promover a cura do material adesivo / de vedação.
[045] Cabe esclarecer que a solução aqui revelada pode ser usada para o acoplamento de tubos de descarga 1 em tampas de cilindro 2 independente da an-gulação ou direção do acoplamento.
[046] Nota-se, portanto, que o objeto da presente invenção proporciona uma solução eficiente, prática e econômica para a realização do acoplamento de tubos de descarga (ou outros do sistema) em tampas de cilindro de compressores herméticos para sistemas de refrigeração.
REIVINDICAÇÕES
Claims (4)
1. Aperfeiçoamento introduzido em sistema para conexão de tubos de descarga de fluido refrigerante em tampas de cilindro de compressores herméticos, mais precisamente para promover o acoplamento entre pelo menos um tubo de descarga (I) em uma tampa de cilindro (2) de um compressor, CARACTERIZADO pelo fato de compreender: - pelo menos dispositivo de conexão (10) compreendendo um corpo tubular (II) provido, em uma de suas extremidades, de uma aba perimetral (12) cooperante com o tubo de descarga (1); - uma tampa de cilindro (2) compreendendo pelo menos um canal (21) cooperante com o pelo menos um dispositivo de conexão (10); e - pelo menos uma de camada de material de vedação aplicada nas duas interfaces dispositivo de conexão (10) cooperante com a tampa de cilindro 2, e dispositivo de conexão (10) cooperante com o tubo de descarga (1), sendo que a extremidade do tubo de descarga (1) que coopera com o dispositivo de conexão (10) tem conformação cônica; sendo que a cooperação entre o tubo de descarga (1) e o dispositivo de conexão (10) é feita por interferência; sendo que toda a superfície do tubo de descarga (1) que coopera com o dispositivo de conexão (10) é roletada; sendo que a cooperação entre o dispositivo de conexão (10) e o canal (21) da tampa de cilindro (2) é feita por interferência, e sendo que o dispositivo de conexão (10) é produzido com pelo menos um dentre os seguintes materiais: aço, liga de alumínio, ou liga metálica contendo aço ou alumínio.
2. Aperfeiçoamento de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o material de vedação compreende um material adesivo.
3. Processo de execução de conexão de tubos de descarga de fluido refrigerante em tampas de cilindro de compressores herméticos, CARACTERIZADO pelo fato de empregar ao menos um dispositivo de conexão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a X e compreender as seguintes etapas: - (200) execução de roletagem na extremidade do tubo de descarga (1); - (210) etapa de pré-montagem: acoplamento, por interferência, do tubo de descarga (1) ao dispositivo de conexão (10); - (220) posicionamento do conjunto pré-montado tubo de descarga (1) com dispositivo de conexão (10) através do canal (21) da tampa de cilindro (2) até que o tubo de descarga (1) atinja o batente (22) existente dentro da tampa do cilindro (2); - (230) acoplamento do dispositivo de conexão (10) no canal (21) da tampa de cilindro (2) através da pressão exercida por um equipamento adequado à aba perimetral (12) do dispositivo de conexão (10); - (240) aplicação de pelo menos uma camada de material de vedação sobre as duas interfaces: dispositivo de conexão (10) cooperante com a tampa de cilindro (2), e dispositivo de conexão (10) cooperante com o tubo de descarga (1)); - (250) aplicação de luz ultravioleta ou similar para promover a cura do material de vedação.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o tubo (1) conforma um elemento de acoplamento tipo macho para cooperar com um dispositivo de conexão (10) tipo fêmea.
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