BR112018011739B1 - Método para controlar a injeção de líquido de um dispositivo compressor ou dispositivo expansor, um dispositivo compressor ou dispositivo expansor injetado com líquido e um elemento compressor ou elemento expansor injetado com líquido - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA CONTROLAR A INJEÇÃO DE LÍQUIDO DE UM DISPOSITIVO COMPRESSOR OU DISPOSITIVO EXPANSOR, UM DISPOSITIVO COMPRESSOR OU DISPOSITIVO EXPANSOR INJETADO COM LÍQUIDO E UM ELEMENTO COMPRESSOR OU ELEMENTO EXPANSOR INJETADO COM LÍQUIDO. Método para controlar a injeção de líquido de um dispositivo compressor ou dispositivo expansor (1), em que esse dispositivo compressor compreende pelo menos um elemento compressor ou elemento expansor (2), em que o elemento (2) compreende um alojamento (3) que compreende uma câmara de rotor (4) na qual pelo menos um rotor (7) é afixado de modo giratório por meio de mancais (8), em que um líquido é injetado no elemento (2), caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa de fornecer dois suprimentos de líquido separados independentes para o elemento (2), em que um suprimento de líquido é injetado na câmara de rotor (4) e o outro suprimento de líquido é injetado na localização dos mancais (8); e que os suprimentos de líquido separados mencionados anteriormente são obtidos por meio de uma peça de canalização modular de um módulo de injeção.

Description

[0001] A presente invenção se refere a um método para controlar a injeção de líquido de um dispositivo compressor ou dispositivo expansor.

[0002] Sabe-se, por exemplo, que para o resfriamento de um dispositivo compressor, um líquido, como óleo ou água, por exemplo, é injetado na câmara de rotor do elemento compressor.

[0003] Dessa maneira, a temperatura na saída do elemento compressor, por exemplo, pode ser mantida dentro de determinados limites, para que a temperatura não se torne muito baixa para que a formação de condensado no ar comprimido seja impedida, e em que a temperatura de líquido não se torne muito alta para que a qualidade do líquido permaneça ideal.

[0004] O líquido injetado também pode ser usado para a vedação e lubrificação do elemento compressor ou elemento expansor para que uma boa operação possa ser obtida.

[0005] Sabe-se que a quantidade e a temperatura do líquido injetado afetarão a eficácia do resfriamento, a vedação e a lubrificação.

[0006] Já são conhecidos métodos para controlar a injeção de líquido em um dispositivo compressor, em que o uso é realizado a partir de um controle com base na temperatura do líquido injetado, em que o controle consiste em fazer com que a temperatura do líquido injetado caia se mais resfriamento for desejado, fazendo-se com que o líquido passe através de um refrigerante.

[0007] Ao controlar a temperatura, a viscosidade do líquido e, desse modo, as propriedades de lubrificação e vedação do mesmo também podem ser ajustadas.

[0008] Uma desvantagem de tal método é que a temperatura mínima obtida do líquido injetado é limitada pela temperatura do agente refrigerante que é usado no refrigerante.

[0009] Os métodos também são conhecidos por controlar a injeção de líquido em um dispositivo compressor ou dispositivo expansor, em que é feito uso de um controle com base no fluxo de massa do líquido injetado, em que o controle consiste em injetar mais líquido se mais resfriamento ou lubrificação for desejado, por exemplo.

[0010] Ao injetar mais líquido, a temperatura subirá menos. Isso possibilita uma temperatura de injeção mais elevada sem exceder a temperatura máxima de saída, para que sobredimensionamento do refrigerante não seja necessário no caso de uma alta temperatura de agente refrigerante.

[0011] Uma desvantagem de tal método é que o mesmo apenas possibilitará que a temperatura do líquido de injeção seja controlada indiretamente.

[0012] Uma desvantagem adicional dos métodos conhecidos é que quando uma proporção do líquido injetado é usada para lubrificar os mancais, esse líquido terá a mesma temperatura que o líquido que é injetado na câmara de rotor para o resfriamento do mesmo.

[0013] O que ocorre, na prática, é que, em tais dispositivos compressores ou dispositivos expansores, a vida útil dos mancais é afetada de modo prejudicial por uma falta de um controle adequado da temperatura.

[0014] O propósito da presente invenção é fornecer uma solução para pelo menos uma das desvantagens mencionadas anteriormente e outras desvantagens e/ou otimizar a eficácia do dispositivo compressor ou dispositivo expansor.

[0015] O objeto da presente invenção é um método para controlar a injeção de líquido de um elemento compressor ou elemento expansor, em que o elemento compreende um alojamento que compreende uma câmara de rotor na qual pelo menos um rotor é afixado de modo giratório por meio de mancais, em que líquido é injetado no elemento, em que o método compreende a etapa de fornecer dois suprimentos de líquido separados independentes para o elemento, em que um suprimento de líquido é injetado na câmara de rotor e o outro suprimento de líquido é injetado na localização dos mancais; e em que os suprimentos de líquido separados mencionados anteriormente são obtidos por meio de uma peça de canalização modular de um módulo de injeção.

[0016] “Suprimentos de líquidos separados independentes” significa que os suprimentos de líquido seguem uma trajetória ou rota separada, que tem início, por exemplo, em um reservatório de líquido e termina na câmara de rotor, por um lado, e na localização dos mancais, por outro lado.

[0017] O Pedido de patente belga BE2016/5147, que é incorporado a este pedido a título de referência, já descreve tal método, exceto pelo módulo de injeção.

[0018] Uma vantagem é que para cada suprimento de líquido, as propriedades do líquido injetado, como a temperatura e/ou fluxo de massa, por exemplo, podem ser controladas separadamente.

[0019] Dessa maneira, um suprimento de líquido ideal pode ser fornecido tanto para os mancais quanto para a câmara de rotor com os rotores.

[0020] Dessa maneira, o elemento compressor ou elemento expansor pode operar de modo mais ideal e mais eficaz que os elementos já conhecidos.

[0021] A injeção controlável do líquido (ou lubrificante) fornece uma maneira de obter a situação mais ideal que se refere à função de vedação do líquido e as perdas hidrodinâmicas devido ao líquido, e de ter capacidade para alcançar esse ponto de operação ideal para cada estado da máquina e para cada injeção possível de ponto de líquido na máquina.

[0022] Uma vantagem adicional é que uma estrutura modular com o uso da peça de canalização modular possibilita esse método de injeção de líquido inteligente a ser implantado de modo econômico em toda uma gama de máquinas volumétricas giratórias.

[0023] 'Modular' no presente documento significa que a peça de canalização tem que ser montada ou construída no alojamento da máquina relacionada. Não é excluído no presente documento que uma peça de canalização pode ser montada em máquinas diferentes ou que peças de canalização diferentes são adequadas para montagem em uma máquina, em que a peça de canalização mais adequada é selecionada independentemente das condições de operação (esperadas) da máquina. Em outras palavras, a mesma é um componente intercambiável da máquina.

[0024] A peça de canalização dividirá o suprimento de líquido, em que, para a conexão da peça de canalização, algumas aberturas adicionais têm que ser fornecidas no alojamento do elemento compressor ou elemento expansor.

[0025] Na modalidade mais preferencial, o método compreende a etapa de controlar tanto a temperatura do líquido quanto o fluxo de massa do líquido, para ambos os suprimentos de líquido separadamente.

[0026] Isso significa que: a temperatura e o fluxo de massa são controlados para cada suprimento de líquido, em que o controle para o um suprimento de líquido é realizado independentemente do outro suprimento de líquido.

[0027] Isso tem a vantagem de que tanto a temperatura quanto a quantidade de líquido são especificamente ajustadas às necessidades dos mancais ou da câmara de rotor, uma vez que o controle do um suprimento de líquido é completamente independente do outro suprimento de líquido.

[0028] Além disso, não é mais necessário fornecer um refrigerante sobredimensionado.

[0029] Ademais, o controle tanto da temperatura quanto da quantidade de líquido tem a vantagem adicional de que um efeito sinergético ocorrerá.

[0030] Tanto a otimização separada da temperatura quanto a quantidade de líquido injetado terão um efeito positivo sobre a eficácia do elemento compressor ou elemento expansor.

[0031] Mas quando ambas são otimizadas, haverá uma interação funcional entre os dois controles que gera um aprimoramento na eficácia do elemento que é maior que a soma dos aprimoramentos de eficácia de ambos controles individuais, para que os controles abranjam uma combinação e não meramente uma agregação ou justaposição.

[0032] Essa interação funcional é parcialmente atribuível a fenômenos de aeração que se referem à quantidade de ar dissolvido no líquido.

[0033] Ao controlar tanto a temperatura quanto o fluxo de massa, a quantidade de ar dissolvido no líquido é pelo menos parcialmente eliminada, o que aumentará a eficácia.

[0034] Por outro lado, deve ser levada em consideração a capacidade de vedação, parcialmente atribuível à viscosidade do líquido injetado e parcialmente ao fluxo de massa disponível do líquido. Para cada ponto de operação, há uma combinação ideal de viscosidade e fluxo de líquido, que é uma função da temperatura, em que ambos os parâmetros reforçam um ao outro.

[0035] De preferência, o método compreende a etapa de controlar o fluxo do líquido, a temperatura do líquido e/ou o teor de ar de líquido da peça de canalização modular.

[0036] Para essa finalidade, a peça de canalização pode ser dotada dos meios necessários para que a peça de canalização não seja apenas responsável por dividir os suprimentos de líquido, mas também pelo controle dos parâmetros/propriedades dos mesmos.

[0037] Esses meios são, de preferência, integrados à peça de canalização.

[0038] A invenção também se refere a um dispositivo compressor ou dispositivo expansor com líquido injetado, em que esse dispositivo compressor ou dispositivo expansor compreende pelo menos um elemento compressor ou elemento expansor, em que o elemento compreende um alojamento que compreende uma câmara de rotor na qual pelo menos um rotor é afixado de modo giratório por meio de mancais, em que o dispositivo compressor ou dispositivo expansor é adicionalmente dotado de uma entrada de gás e uma saída para gás comprimido ou expandido que é conectada a um separador de líquido, que é conectado ao elemento por meio de um circuito de injeção, em que o circuito de injeção anteriormente mencionado compreende dois canos de injeção pelo menos parcialmente separados que se abrem na câmara de rotor e no alojamento na localização dos mancais mencionados anteriormente respectivamente, em que os dois canos de injeção separados mencionados anteriormente são pelo menos parcialmente afixados em uma peça de canalização modular de um módulo de injeção.

[0039] Tal instalação de compressor ou instalação de expansor tem a vantagem de que os suprimentos de líquido para a lubrificação dos mancais e para o resfriamento da câmara de rotor podem ser controlados independentemente um do outro, para que ambos os suprimentos de líquido possam ser controlados de acordo com as propriedades ideais que são necessárias para os mancais e para a câmara de rotor respectivamente nesse ponto de operação específico.

[0040] A invenção também se refere a um elemento compressor ou elemento expansor injetado com líquido com um alojamento que compreende uma câmara de rotor na qual pelo menos um rotor é afixado de modo giratório por meio de mancais, em que o elemento é adicionalmente dotado de uma conexão para um circuito de injeção para a injeção de líquido no elemento, em que a conexão ao circuito de injeção é realizada por meio de diversos pontos de injeção no alojamento, em que o alojamento é adicionalmente dotado de canais integrados separados que têm início nos pontos de injeção mencionados anteriormente no alojamento e se abrem na câmara de rotor e nos mancais mencionados anteriormente, respectivamente, em que os canais integrados separados mencionados anteriormente pelo menos parcialmente formam parte de uma peça de canalização modular.

[0041] Tal elemento compressor ou elemento expansor injetado com líquido pode ser usado em um dispositivo compressor ou dispositivo expansor de acordo com a invenção. Dessa maneira, pelo menos uma proporção dos canos de injeção do circuito de injeção do dispositivo compressor ou dispositivo expansor irá, como deve ser, se estender parcialmente de modo separado no alojamento do elemento compressor ou elemento expansor na forma dos canais integrados mencionados anteriormente.

[0042] Tal abordagem garantirá o número de pontos de injeção que fornece a conexão dos canos de injeção pode ser mantido limitado e que, por exemplo, a divisão do suprimento de líquido para os mancais diferentes pode ser realizada por uma divisão adequada dos canais no alojamento.

[0043] A localização dos pontos de injeção também pode ser livremente escolhida, em que os canais no alojamento garantirão que o suprimento de óleo seja guiado para a localização apropriada.

[0044] Com a intenção de mostrar melhor as características da invenção, algumas variantes preferenciais de um método para controlar a injeção de líquido de um dispositivo compressor ou dispositivo expansor e um dispositivo compressor ou dispositivo expansor com líquido injetado de acordo com a invenção são descritos doravante a título de exemplificação, sem qualquer natureza limitante, em referência aos desenhos anexos, em que: A Figura 1 mostra esquematicamente um dispositivo compressor injetado com líquido de acordo com a invenção; A Figura 2 mostra esquematicamente um módulo de injeção de acordo com a invenção que é fornecido fora de um elemento compressor; A Figura 3 mostra outra modalidade de um módulo de injeção de acordo com a invenção; A Figura 4 mostra instalações para montagem de um solenoide; A Figura 5 mostra uma vista superior de um solenoide na situação montada em um recorte de acordo com a Figura 4; A Figura 6 mostra meios de preensão do solenoide em uma situação desmontada; e A Figura 7 mostra os meios de preensão de Figura 6 em uma situação montada.

[0045] O dispositivo compressor injetado com líquido 1 mostrado na Figura 1 compreende um elemento compressor injetado com líquido 2.

[0046] O elemento compressor 2 compreende um alojamento 3 que define uma câmara de rotor 4 com uma entrada de gás 5 e uma saída 6 para gás comprimido.

[0047] Um ou mais rotores 7 são afixados de modo giratório no alojamento 3 por meio de mancais 8, nesse caso, na forma de dois mancais que são afixados nas hastes 9 dos rotores 7. Os mancais 8 também podem ser obtidos por meio de mancais de rolo ou na forma de um mancal plano.

[0048] Além disso, o alojamento 3 é dotado de diversos pontos de injeção 10a, 10b para a injeção de um líquido.

[0049] Esse líquido pode, por exemplo, ser óleo sintético ou água ou outro, mas a invenção não é limitada a isso.

[0050] Os pontos de injeção 10a, 10b são colocados na localização da câmara de rotor 4 e na localização dos mancais mencionados anteriormente 8.

[0051] De acordo com a invenção, o alojamento 3 é dotado de canais integrados separados 11 que têm início nos pontos de injeção mencionados anteriormente 10a, 10b no alojamento 3 e se abrem no espaço de compressão 4 e os mancais mencionados anteriormente 8, respectivamente.

[0052] Adicionalmente, uma ou mais cavidades 12 podem ser fornecidas no alojamento 3, que pode atuar como um reservatório de líquido para líquido para o espaço de compressão 4, ou como um reservatório de líquido para líquido para os mancais 8.

[0053] Além disso, o dispositivo compressor injetado com líquido 1 compreende um separador de líquido 13, em que a saída 6 para gás comprimido é conectada à entrada 14 desse separador de líquido 13.

[0054] O separador de líquido 13 compreende uma saída 15 para gás comprimido, a partir da qual o gás comprimido pode ser guiado para uma rede de consumidor, por exemplo, não mostrada nos desenhos.

[0055] O separador de líquido 13 compreende adicionalmente uma saída 16 para o líquido separado.

[0056] O separador de líquido 13 é conectado à saída anteriormente mencionada 16 por meio de um circuito de injeção 17 conectado ao elemento compressor 2.

[0057] Esse circuito de injeção 17 compreende dois canos de injeção separados 17a, 17b, em que ambos têm início no separador de líquido 13.

[0058] Os canos de injeção 17a, 17b garantirão dois suprimentos de líquido separados para o elemento compressor 2.

[0059] Os pontos de injeção 10a, 10b no alojamento 3 garantem a conexão do elemento compressor 2 ao circuito de injeção 17.

[0060] Um primeiro cano de injeção 17a leva ao ponto de injeção anteriormente mencionado 10a na localização do espaço de compressão 4.

[0061] O segundo cano de injeção 17b leva aos pontos de injeção 10 que são colocados na localização dos mancais 8.

[0062] Nesse caso, mas não necessariamente, há dois pontos de injeção 10b para os mancais 8, isto é, um para cada extremidade da haste 9 do rotor 7.

[0063] Com essa finalidade, o segundo cano de injeção 17b será dividido em dois subcanos 18a, 18b, em que um subcano 18a, 18b sairá em cada extremidade da haste 9.

[0064] Um refrigerante 19 é fornecido no primeiro cano de injeção 17a.

[0065] Uma válvula controlável 20 também é fornecida, nesse caso, mas não necessariamente, uma válvula de regulagem.

[0066] Por meio dessa válvula de regulagem, a quantidade de líquido que é injetado no espaço de compressão 4 pode ser ajustada.

[0067] Um refrigerante 21 também é fornecido no segundo cano de injeção 17b e, nesse caso, duas válvulas controláveis 22 são fornecidas, uma em cada subcano 18a, 18b.

[0068] A operação do dispositivo compressor 1 é muito simples e como a seguir.

[0069] Durante a operação do dispositivo compressor 1, um gás, por exemplo, ar, será extraído por meio da entrada de gás 5 que será comprimida pela ação dos rotores 7 e sairá do elemento compressor 2 por meio da saída.

[0070] Conforme o líquido é injetado no espaço de compressão 4 durante a operação, esse ar comprimido conterá uma determinada quantidade do líquido.

[0071] O ar comprimido é guiado para o separador de líquido 13.

[0072] No mesmo, o líquido será separado e coletado abaixo do separador de líquido 13.

[0073] O ar comprimido, agora livre de líquido, deixará o separador de líquido 13 por meio da saída 15 para gás comprimido e pode ser guiado para uma rede de consumidor de gás comprimido, por exemplo, não mostrada nos desenhos.

[0074] O líquido separado será transportado de volta para o elemento compressor 2 por meio do circuito de injeção 17.

[0075] Uma proporção do líquido será transportada para o espaço de compressão 4 por meio do primeiro cano de injeção 17a e os canais 11 conectados ao mesmo, outra proporção para os mancais por meio do segundo cano de injeção 17b, dos dois subcanos 18a, 18b e dos canais 11 conectados aos mesmos.

[0076] Dessa maneira, os refrigerantes 19, 21 e as válvulas controláveis 20, 22 serão controlados de acordo com um método que consiste em primeiro controlar o fluxo de massa dos suprimentos de líquido, isto é, as válvulas controláveis 20, 22, e, então, controlar a temperatura dos suprimentos de líquido, isto é, os refrigerantes 19, 21.

[0077] O controle anteriormente mencionado é, desse modo, um tipo de controle mestre-escravo, em que o controle mestre, nesse caso, o controle das válvulas controláveis 20, 22, é sempre realizado primeiro.

[0078] É importante observar que, no presente documento, os refrigerantes 19, 21 e válvulas controláveis 20, 22 são controlados independentemente um do outro, isso significa que o controle do um refrigerante 19 não é afetado de qualquer maneira pelo controle do outro refrigerante 21 ou que o controle da uma válvula controlável 20 não tem efeito sobre o controle das outras válvulas controláveis 22.

[0079] O controle será de modo que as propriedades do líquido sejam ajustadas às exigências para o espaço de compressão 4 e para os mancais 8, respectivamente.

[0080] Conforme já mencionado acima, aplicando-se ambos os controles, um efeito sinergético ocorrerá como resultado de uma interação funcional entre os dois controles.

[0081] De acordo com a invenção, os suprimentos de líquido separados são obtidos por meio de uma peça de canalização modular 23, esquematicamente mostrada na Figura 1 pela linha pontilhada.

[0082] Por exemplo, os dois canos de injeção separados mencionados anteriormente 17a, 17b são afixados na peça de canalização modular 23 e/ou os canais integrados separados mencionados anteriormente 11 formarão parte da peça de canalização modular 23. As válvulas controláveis 20, 22 e, se aplicável, os refrigerantes 19, 21, também formam parte da peça de canalização 23.

[0083] Uma modalidade do módulo de injeção 24 com a peça de canalização modular 23 é mostrado na Figura 2.

[0084] Os parâmetros de controle controláveis ou ajustáveis de um módulo de injeção 24 de acordo com a invenção podem incluir o fluxo de lubrificante (que é convertido em quedas de pressão), a temperatura do lubrificante e o teor de ar de lubrificante do módulo de injeção 24.

[0085] As técnicas de fabricação para produzir módulos de injeção 24 de acordo com a invenção podem incluir técnicas de processamento convencionais e/ou técnicas de fabricação adicionais. Os materiais que podem ser usados incluem metais e polímeros, por exemplo, mas a invenção não é limitada aos mesmos.

[0086] De acordo com a invenção, o módulo de injeção 24 é projetado como um componente intercambiável, com integração possível de controle de fluxo para cada injeção de ponto de líquido 10a, 10b no elemento compressor 2. Esses meios para controlar o fluxo de lubrificante podem compreender, por exemplo, as válvulas controláveis 20, 22 e/ou meios de atuação pneumáticos, hidráulicos, bem como elétricos. A atuação pneumática e/ou hidráulica pode ser realizada por meio de sinais de pressão diretos ou indiretos que já estão presentes no elemento compressor. 'Válvulas de retenção embaladas' convencionais, válvulas de paragem o e válvulas termostáticas também podem ser integradas ao módulo.

[0087] Aplicações possíveis são máquinas de 'velocidade fixa' sobre toda a faixa de pressão, e máquinas de velocidade variável sobre toda a faixa de pressão e velocidade.

[0088] A Figura 2 mostra uma modalidade possível de um módulo de injeção 24 de acordo com a invenção. Conforme pode ser visualizado nesse desenho, o módulo de injeção apresentado 24 compreende três partes, por exemplo, isto é, uma interface 26, um canal de conexão 27 e a peça de canalização modular 23, também chamada componente de bocal ou tubulação nesse texto. Nesse desenho, a interface 26 com a válvula de retenção/paragem O é mostrada, bem como a saída 6 do elemento compressor 2. Essa interface 26 é construída na forma de um flange que é colocado na saída 6 do elemento compressor 2, que garante uma drenagem de líquido para a peça de canalização modular 23.

[0089] Os canais de conexão 27 se conectam ao elemento compressor 2 e, mais especificamente, à câmara de rotor 4 por meio de componentes de bocal 23 fornecidos para essa finalidade que, de acordo com uma característica preferencial da invenção, são fabricados por meio de técnicas de fabricação adicionais. Os canais de conexão 27 conectam a interface 26 à peça de canalização modular 23.

[0090] De acordo com uma característica particular da invenção, o suprimento de lubrificante pode ser dotado de meios de constrição 28 em um ou mais dos componentes de bocal 23, a fim de, desse modo, restringir o suprimento de lubrificante, como óleo, para determinadas partes do elemento compressor 2.

[0091] Conforme já mencionado, os canos de injeção 17a, 17b e os canais 11 são integrados à peça de canalização 23. Os canais 29 da peça de canalização 23 podem ser dotados de um ou mais subcanais 29a, 29b que podem ser dotados de meios de atuação na forma de válvulas solenoides 30 a fim de possibilitar um controle do suprimento de líquido.

[0092] A peça de canalização 23 é, de preferência, fabricada por meio de técnicas de fabricação adicionais. Os outros dois componentes, isto é, a interface 26 e os canais de conexão 27, podem ser fabricados com materiais e técnicas de fabricação convencionais, ou podem ser incorporados na peça que é fabricada por meio de técnicas de fabricação adicionais.

[0093] A tubulação 23 compreende um canal de desvio 29a e dois canais 29 que podem ser fechados por meio de válvulas solenoides 30. Dimensionando-se de modo correto esses canais 29a, 29b e válvulas 30, quatro taxas de fluxo distintas podem ser obtidas, em que cada taxa de fluxo é otimizada para uma determinada faixa de condições de uma determinada aplicação. Ajustes ao elemento compressor 2 ao qual a peça de canalização modular 23 é conectada são pequenos em comparação com elementos compressores convencionais 2: Apenas uma abertura adicional tem que ser fornecida por rotor no alojamento 3 do elemento compressor 2. Dependendo da localização dessa abertura, os canais de óleo convencionais presentes no alojamento 3, junto com os quais o óleo ou lubrificante é suprido para as rodas de engrenagem e os mancais, podem ser estrangulados de modo ideal em uma maneira controlada através de meios de constrição 28 na forma de insertos de bocal, por exemplo.

[0094] Tal tubulação 23 pode ser fabricada, por exemplo, por meio de SLS fabricação aditiva (sinterização de laser seletiva) de poliamida. Tornar o fluxo de lubrificante controlável é uma opção possível.

[0095] A Figura 3 mostra esquematicamente um módulo de injeção 24 de acordo com a invenção, adequado tanto para aplicação de velocidade fixa e VSD (velocidade variável). As partes ou componentes 31 do módulo de injeção 24 que estão presentes nos canais usinados 11 distribuem o óleo fluxo para partes diferentes do elemento compressor 2. A tubulação 23 fora do elemento compressor 2 conecta esses canais separados 11 às válvulas solenoides 30 (um grupo de válvulas solenoides 30 similares à modalidade de Figura 2 com módulo de injeção externo 24).

[0096] A Figura 3 mostra o mancal alojamento 32 no lado de saída 6 do alojamento de rotor 3, bem como uma caixa de engrenagens 33, mancais 34 no lado de saída 6, e mancais e, se aplicável, uma caixa de engrenagens 35 no lado de entrada 5 do elemento compressor 2. Há uma câmara de rotor 4 no elemento compressor 2.

[0097] O lado ao longo do qual o óleo entra é mostrado pelo número de referência 36. As diversas setas P indicam a direção de fluxo do lubrificante nos diversos canais 11. Além disso, a peça de canalização 23 e um solenoide 30 podem ser vistos.

[0098] Nessa modalidade, diversos dos componentes 31 do módulo de injeção 24 são afixados nos canais de lubrificação existentes 11 de um elemento compressor.

[0099] Para finalidade, se necessário, esses canais existentes 11 podem ser ampliados e/ou estendidos. Para aplicações com uma velocidade constante e em condições ambientes constantes, o projeto das restrições de fluxo do módulo de injeção integrado 24 de acordo com a taxa de lubrificante de fluxo ideal levará a um módulo de injeção 24 de acordo com a invenção. Isso significa que aplicações diferentes terão a capacidade de usar os mesmos elementos compressores 2, mas também diferentes peças de canalização modular otimizadas 23.

[0100] Para aplicações com uma velocidade variável (isto é, com uma VSD que aciona o elemento compressor 2) e também em condições ambientais variáveis, um controle elétrico incorporado do fluxo ideal é difícil devido à necessidade de construir os componentes 31 do módulo de injeção 24 de modo tão compacto quanto possível. Em tal caso, uso pode ser feito de válvulas pneumáticas e/ou hidráulicas incorporadas, por exemplo, acionadas por sinais de pressão diretos ou indiretos (um exemplo de um sinal de pressão indireto é a pressão dinâmica de um fluxo de alta velocidade), ou uso pode ser feito de válvulas pneumáticas e/ou hidráulicas similares ou válvulas eletricamente controladas que formam parte de um componente externo adicional que é acelerado no lado de fora do elemento compressor 2.

[0101] É evidente que a separação dos canais 11 pode ser realizada por meio de técnicas de processamento convencionais do elemento compressor 2 se quaisquer componentes de fundição, desse modo, permitirem (ou com modificações adicionais de quaisquer partes de fundição). O módulo de injeção externo 24 (que é conectado às válvulas e ao óleo ou lubrificante coletado) também pode ser implantado da maneira convencional.

[0102] Recortes com ranhuras 37 podem ser fornecidos nos locais na tubulação 23 em que as válvulas solenoides 30 têm que ser fornecidas. Esses solenoides 30 podem, então, ser montados no local apropriado deslizando-se os mesmos nos recortes com ranhuras 37 relacionados e, então, fixando-se os mesmos se for preciso, por exemplo, por meio de uma chaveta de fixação 38. Dessa maneira, o uso de cola ou parafusos e cavilhas é evitado de modo que uma conexão robusta possa ser garantida, mesmo em altas temperaturas e no caso de vibrações mecânicas da máquina.

[0103] A Figura 4 mostra um exemplo de tal recorte com ranhuras 37. O recorte 37 pode limitar gradualmente a direção da sede do solenoide 30, a fim de pressionar esse solenoide 30 contra a parede do recorte 37 no lado de fluxo.

[0104] A Figura 5 mostra uma vista superior de um solenoide 30 na situação montada em um recorte 37 (as bobinas não são mostradas). As linhas pontilhas representam canais de óleo 39 para e da tubulação de solenoide 23.

[0105] A Figura 6 mostra uma chaveta 38 e a Figura 7 mostra como tal chaveta 38 pode ser montada como meios de preensão. A parte posterior dessa chaveta 38 pode ter um formato complexo que corresponde ao formato do solenoide 30.

[0106] De preferência, o método consiste em controlar a temperatura e fluxo de massa dos suprimentos de líquido de modo que a exigência de energia específica (SER) do dispositivo compressor injetado com líquido 1 seja uma mínima.

[0107] A exigência de energia específica é a razão da potência (P) do dispositivo compressor 1 para a taxa de fluxo (FAD) suprida pelo dispositivo compressor 1 convertida novamente para as condições de entrada do elemento compressor 2.

[0108] De acordo com a invenção, o líquido anteriormente mencionado pode ser óleo ou água, por exemplo.

[0109] Os exemplos mostrados acima descrevem um dispositivo compressor e elemento compressor de acordo com a invenção. É evidente que a situação para um dispositivo expansor e um elemento expansor é muito similar, em que essencialmente apenas a direção do fluxo se altera para que a entra se torne a saída e vice-versa. Ademais, o elemento compressor e o dispositivo compressor podem estar relacionados a uma bomba a vácuo.

[0110] A presente invenção não é, de nenhum modo, limitada às modalidades descritas como um exemplo e mostradas nos desenhos, mas tal método para controlar a injeção de líquido de um dispositivo compressor e um dispositivo compressor injetado com líquido de acordo com a invenção pode ser realizado de acordo com diferentes variantes sem se afastar do escopo da invenção.

Claims (22)

1. Método para controlar a injeção de líquido de um compressor ou dispositivo expansor (1), o dispositivo compressor ou expansor compreendendo um elemento compressor ou expansor (2), possuindo um alojamento (3) que define uma câmara de rotor (4), na qual um rotor (7) é afixado de modo giratório por meio de mancais (8), caracterizado por compreender: injetar o líquido para o compressor ou elemento expansor (2), ao fornecer um primeiro e segundo suprimentos de líquido separados ao elemento (2), em que o primeiro suplemento de líquido é injetado na câmara do rotor (4) e o segundo suplemento do líquido é injetado em uma localização dos mancais (8) e em que uma peça de canalização modular (23) de um módulo de injeção (24) compreende o primeiro e segundo suplementos de líquido; controlar a temperatura do líquido e o fluxo de massa do líquido para ambos o primeiro e segundo suplementos do líquido separadamente; e controlar a temperatura e o fluxo de massa do primeiro e segundo suplementos do líquido de modo que uma necessidade de energia específica seja mínima, a necessidade de energia específica sendo uma razão de potência do compressor ou dispositivo expansor (1) para um fluxo fornecido pelo compressor ou dispositivo expansor (1) convertido de volta para as condições de entrada do elemento compressor ou expansor (2).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender controlar a temperatura do líquido, o fluxo de massa do líquido e/ou o teor de ar de líquido da peça de canalização modular (23).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o controle do fluxo de massa do líquido, ser feito por meios de atuação pneumático, hidráulico e/ou elétrico.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a atuação pneumática ou hidráulica, compreender o uso de sinais de pressão diretos ou indiretos que estão presentes no compressor ou elemento expansor.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por os meios de atuação compreenderem uma ou mais válvulas solenoides montadas na peça de canalização modular (23).

6. Dispositivo compressor ou dispositivo expansor injetado com líquido (1), compreendendo: um elemento compressor ou expansor (2) possuindo um alojamento (3) que define uma câmara de rotor (4), na qual um rotor (7) é afixado de modo giratório por mancais (8), uma entrada de gás (5) e uma saída (6) para gás comprimido ou expandido que é conectada a um separador do líquido (13), o separador do líquido (13) sendo conectado ao elemento compressor ou expansor (2) por um circuito de injeção (17); e uma peça de canalização modular (23) de um módulo de injeção (24); caracterizado por o circuito de injeção (17) compreender um primeiro e segundo canos de injeção separados (17a, 17b) que se abrem respectivamente na câmara de rotor (4) e no alojamento em uma localização dos mancais (8); em que a peça de canalização modular (23) compreende o primeiro e segundo canos de injeção separados (17a, 17b); e em que o módulo de injeção (24) compreende uma interface na forma de um flange que é colocado na saída do elemento compressor ou expansor (2) que garante o vazamento de líquido para a peça de canalização modular (23).

7. Dispositivo compressor ou dispositivo expansor injetado com líquido (1), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender uma válvula controlável (20, 22) em um ou ambos os primeiro e segundo canos de injeção (17a, 17b) para controlar um fluxo de massa e/ou um refrigerante (19, 21) em um ou ambos dos primeiro e segundo canos de injeção (17a, 17b) para controlar uma temperatura do líquido.

8. Dispositivo compressor ou dispositivo expansor injetado com líquido (1), de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por compreender um meio de constrição em um ou ambos do primeiro e segundo canos de injeção (17a, 17b).

9. Dispositivo compressor ou dispositivo expansor injetado com líquido (1), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a válvula controlável (20, 22) compreender uma válvula de regulagem ou uma válvula solenoide.

10. Dispositivo compressor ou dispositivo expansor injetado com líquido (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado por o módulo de injeção (24) compreender um canal de conexão entre a interface e a peça de canalização modular (23).

11. Dispositivo compressor ou dispositivo expansor injetado com líquido (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10, caracterizado por os primeiro e segundo canos de injeção (17a, 17b) compreenderem um canal de desvio (29a) e um ou mais canais passíveis de fechamento (29b).

12. Elemento compressor ou elemento expansor com líquido injetado (2) compreendendo: um alojamento (3) que compreende uma câmara de rotor (4), na qual um rotor (7) é afixado de modo giratório por mancais (8); uma conexão para um circuito de injeção (17) para injeção de líquido no elemento (2); uma peça de canalização modular (23) de um módulo de injeção (24); caracterizado por a conexão compreender diversos pontos de injeção (10a, 10b) no alojamento (3); em que o alojamento (3) compreende canais integrados separados (11) que têm início nos pontos de injeção (10a, 10b) e se abrem na câmara de rotor (4) e nos mancais (8), respectivamente; em que a peça de canalização modular (23) compreende os canais integrados separados (11); em que o alojamento (3) ou a peça de canalização modular (23) compreende uma ou mais cavidades que atuam como um reservatório do líquido para a câmara de rotor (4) ou para os mancais (8), uma ou mais cavidades fornecendo uma conexão entre os pontos de injeção (10a, 10b) e os canais integrados separados (11) conectados ao mesmo.

13. Elemento compressor ou elemento expansor com líquido injetado (2), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por os pontos de injeção (10a, 10b) serem localizados em uma localização da câmara (4), e na localização dos mancais (8), respectivamente.

14. Elemento compressor ou elemento expansor com líquido injetado (2), de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado por compreender um ponto de injeção separado (10a, 10b) para cada canal (11) ou mais de um canal (11) iniciando a partir de pelo menos um ponto de injeção (10a, 10b).

15. Elemento compressor ou elemento expansor com líquido injetado (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado por compreender um canal integrado separado (11) para cada mancal (8) e/ou mais de um canal integrado separado (11) para a câmara de rotor (4).

16. Elemento compressor ou elemento expansor com líquido injetado (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado por compreender uma válvula controlável (20, 22) em um ou mais canais integrados separados (11) para controlar um fluxo de massa e/ou um refrigerante em um ou mais canais integrados separados (11) para controlar uma temperatura do líquido.

17. Elemento compressor ou elemento expansor com líquido injetado (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado por compreender meios de constrição em um ou mais canais integrados separados (11).

18. Elemento compressor ou elemento expansor com líquido injetado (2), de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por a válvula controlável (20, 22) compreender uma válvula de regulagem ou uma válvula solenoide.

19. Elemento compressor ou elemento expansor injetado com líquido (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 18, caracterizado por o módulo de injeção (24) compreender uma interface na forma de um flange que é colocado em uma saída (6) do elemento (2) que garante uma drenagem do líquido para a peça de canalização modular (23).

20. Elemento compressor ou elemento expansor injetado com líquido (2), de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o módulo de injeção (24) compreender um canal de conexão entre a interface e a peça de canalização modular (23).

21. Elemento compressor ou elemento expansor injetado com líquido (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 20, caracterizado por os canais integrados separados (11) compreenderem um canal de desvio (29a) e um ou mais canais passíveis de fechamento (29b).

22. Elemento compressor ou elemento expansor injetado com líquido (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 21, caracterizado por o módulo de injeção (24) compreender componentes montados nos canais (11), adaptados para distribuir o líquido nos respectivos canais (11).

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