BRPI0615531A2

BRPI0615531A2 - adaptador para um compressor de ar e compressor de ar

Info

Publication number: BRPI0615531A2
Application number: BRPI0615531-6A
Authority: BR
Inventors: Christopher John Bosua
Original assignee: Bgm Innovations Ltd
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2011-05-17
Also published as: EP1891337A1; WO2007006074A1; NO20080568L; ES2391106T3; US8920133B2; JP5068749B2; NZ564925A; JP2009500567A; NO339259B1; IL188593A0; CA2611601C; EP1891337B1; CN101218438A; HK1115909A1; CN100591927C; PL1891337T3; EP1891337A4; ZA200801084B; US20100183452A1; KR20080058320A

Abstract

ADAPTADOR PARA UM COMPRESSOR DE AR E COMPRESSOR DE AR. A invenção refere-se a um adaptador (10, 50) para um compressor de ar (11, 51. O adaptador (10, 50) inclui um coletor (14, 52 tendo uma entrada (20, 74) adaptada para ser conectada ao escapamento de ar de pelo menos um dispositivo de ar (34) tendo um motor de ar conectado, em uso, ao compressor de ar (11, 51) . Uma saída (12, 54) é adaptada para ser conectada, na prática, a uma tomada de entrada de ar do compressor de ar (11, 51) , uma entrada de ar (16, '70) é aberta ao ar do ambiente e um mecanismo de válvula (33, 66) é adaptado, na prática, para fechar a entrada de ar (16, 70) quando uma primeira pressão pré-determinada é alcançada pelo compressor de ar (11, 51).

Description

"ADAPTADOR PARA UM COMPRESSOR DE AR E COMPRESSOR DE AR"Campo da invenção

A invenção refere-se em geral a um adaptador para umcompressor de ar, e refere-se mais particularmente, masnão exclusivamente, a um sistema de compressor de ar.

Antecedentes da invenção

Compressores de ar em configurações variadas, porexemplo, compressores de hélice e compressores de pistão.0 ar é comprimido e distribuído por mangueiras a uma oumais ferramentas a ar, por exemplo, máquinas pneumáticasde furar, grampeadores industriais e outros dispositivosacionados pneumaticamente. Essas ferramentas contêm ummotor a ar o qual é energizado pela fonte de arpressurizado de um compressor de ar. O motor a ar produzescape de ar o qual é expelido para o ar ambiente. 0escape do ar expelido ruidoso. O compressor de ar,usualmente, não suporta o uso sustenido da ferramentapneumática devido à queda de pressão.

No pedido de patente alemão No. 24 10 832 foi proposta areciclagem do ar expelido de uma ferramenta a arcomprimido, sob pressão para o lado de entrada docompressor de ar através de um recipiente a pressãoauxiliar. A publicação inclui um grande número decomponentes incluindo tubulação, válvulas e medidores quedevem ser ajustados a um compressor de ar existente. Alinha de retorno do ar comprimido do recipiente a pressãoauxiliar é conectada a somente um cilindro de umcompressor de ar do tipo de múltiples pistões. Orecipiente a pressão auxiliar armazena temporariamente oar expelido. Este propósito é impraticável, na prática,devido ao volume de um tanque auxiliar e dos componentesadicionais necessários para operar o sistema.Na Japanese Patent Application No. 2002-174203 publicadaum sistema atuador pneumático é divulgado. Esta aplicaçãoilustra o uso de atuadores pneumáticos para uma prensapneumática em lugar de motores a ar. A entrada de umcompressor cria um vacum no lado do escape dos atuadorespneumáticos no lugar de impulsionar o ar. Asconcretizações preferidas mostram o uso de válvulasatuadoras múltiples e de eletrônica para controlar osistema.

Sumário da invenção

Um objetivo desta invenção é, portanto, prover umadaptador que pode ser instalado em qualquer compressorde ar para permitir o uso sustenido de uma ferramentapneumática conectada ao mesmo.

Um outro objetivo da presente invenção é prover umadaptador que pode aumentar a taxa de saída de umcompressor de ar.

Ainda, um outro objetivo da invenção é prover umadaptador que é facilmente ajustado ou integrado com umcompressor de ar sem usar uma porção de componentes oueletrônica.

Com esses objetivos em vista, a presente invenção em umaspecto preferido pode prover um adaptador para umcompressor de ar, o mencionado adaptador incluindo umcoletor tendo uma entrada adaptada para ser conectada aum escapamento de ar de pelo menos um dispositivo deferramenta pneumática tendo um motor a ar conectado, naprática, ao mencionado compressor de ar, uma entrada dear aberta ao ambiente e um mecanismo de válvula adaptadopara, na prática, fechar a mencionada entrada de arquando uma primeira pressão pré-determinada é alcançadapelo mencionado compressor de ar.

Preferivelmente, o mencionado adaptador ainda inclui umaválvula de escape de pressão a qual abre para expelir oar comprimido a uma segunda pressão pré-determinada.

Preferivelmente, uma pluralidade das mencionadas saídassão providas as quais são adaptadas para serem conectadasàs respectivas entradas de ar de um compressor de ar decilindro múltiple.

A invenção pode prover também um compressor de ar com umadaptador do tipo definido acima unido ou integrado aomesmo.A invenção também prove um compressor de ar incluindo umcoletor tendo uma entrada adaptada para ser conectada aoescapamento de ar de pelo menos um dispositivo deferramenta pneumática tendo um motor a ar conectado, naprática, ao mencionado compressor de ar, e uma saídaadaptada para ser conectada, na prática, à tomada de ardo mencionado compressor de ar, uma entrada de ar abertaao ar do ambiente e um mecanismo de válvula adaptado, naprática, para fechar a mencionada entrada de ar quandouma primeira pressão pré-determinada, preferivelmente deaproximadamente 1 bar ou 14,3 8 psi ou maior, é alcançadapelo mencionado compressor de ar.

Breve descrição dos desenhos

Visando que a invenção possa ser melhor compreendida ecolocada em prática, se fará referência agora aosdesenhos anexados, nos quais:

Figura 1: é uma vista esquemática de um adaptador feitoem concordância com uma concretização preferida dainvenção para ser usado com um compressor de hélice;

Figura 2: é uma vista plana em perspectiva do adaptadormostrado na Figura 1;

Figura 3 : é uma vista esquemática de um adaptador feitoem concordância com uma segunda concretização preferidada invenção para ser usado com um compressor de umcilindro simples.

Figura 4: é uma vista em perspectiva do adaptadormostrado na Figura 3;

Figura 5: é uma vista diagramática em secção transversalmostrando a operação do adaptador;

Figura 6: é uma terceira concretização do adaptadormostrado na Figura 5 para um compressor multi- cilindro.

Descrição detalhada da invenção

Nas figuras 1 e 2 é mostrado um adaptador 10 para conexãoa um compressor de hélice 11. A marca ou tipo decompressor não é relevante à operação da invenção. Aconcretização tem sido testada em um compressor Ceccatode hélice rotatória de 5kW. 0 adaptador 10 é instalado naentrada de ar 12 do compressor 11. 0 compressor 11 tem umtanque 13 para guardar o ar comprimido para uso pelaferramenta pneumática 34. 0 adaptador 10 tem um coletor14 que mistura o ar do ambiente como indicado pelas setas17, o qual é provido através da entrada 16, e o arcomprimido reciclado 18 através da entrada de arcomprimido 20. A entrada de ar comprimido 2 0 tem um bocalroscado de conexão 24 o qual se ajusta em uma bainha 2 6dentro do coletor 14.

A bainha 14 inclui uma válvula unidirecional 30 a qualabre as aberturas 21 quando o ar comprimido expelidoreciclado 32 da(s) ferramenta(s) pneumática(s) 34 alcançauma pressão pré-determinada. Uma válvula de escape depressão ajustável 36, ou um par de válvulas de escapeajustáveis (como mostrado) são providos no coletor 14 eliberam o excesso de pressão de ar através das saídas 38.Tipicamente, as válvulas de escape de pressão 36 operarãoa aproximadamente 4 bar para garantir que o ar comprimido32 não forneça pressão de retorno demais à entrada de ar12. A Figura 2 nesta concretização mostra a construçãoatual do coletor 14 com as válvulas de escape ajustáveis3 6 ao lado, enquanto a Figura 1 mostra as válvulas deescape ajustáveis no topo do coletor 14 para ilustrarmais claramente operação do adaptador 10. A(s) válvula(s)de escape ajustáveis 36 pode ser localizadas em qualquerposição.

Na prática, o adaptador 10 é ajustado ao compressor 11como discutido. Quando o compressor 11 começa a operação,a válvula 3 0 será fechada como as aberturas 31 serãocobertas e o ar será puxado através da entrada de ar 16como indicado pelas setas 17. O ar será levadodiretamente para a entrada de ar 12 para ser comprimido earmazenado no tanque 13. A saída de ar comprimido 19 dotanque 13 é acoplada a uma(s) ferramenta(s) pneumática(s)34 a qual pode ter seu escapamento retornado ao coletor14 através do bocal roscado de conexão 24. Não énecessário que todos os escapamentos de todas asferramentas pneumáticas sejam retornados ao bocal roscadode conexão 24. Por exemplo, uma pistola de pulverizar quenão possui um motor a ar não será conectada, mas umafuradeira o seria. A pressão aumentará na bainha 2 6 atéque a pressão abre a válvula 30. A pressão será mantidaem aproximadamente 4 bar pela(s) válvula(s) de escape depressão 36. Uma vez que a válvula 30 abre, a entrada dear 16 será fechada através da válvula 33 e um laçofechado se formará do escapamento da(s) ferramenta(s) 34até a entrada de ar 12. Em uma concretizaçãoespecialmente preferida, a válvula 33 se acionará parafechar a entrada de ar 16 a uma pressão deaproximadamente 1 bar ou 14,3 8 psi ou maior. 0 adaptador10 parará a entrada de ar do ambiente para o compressor,o qual é carregado com umidade de ar gerada. O arcomprimido será secado o qual aumenta a vida docompressor 11 e da(s) ferramenta(s) pneumática(s)conectadas a ele. Como o ar comprimido (indicado pelassetas 35) entra no compressor 11, o compressor 11 terámenos trabalho a fazer uma vez que o ar comprimidoreciclado já foi comprimido a uma pressão de 4 bar. Estareciclagem aumentará a saída do compressor 11.Esta concretização foi testada contra o compressor sem ainstalação do adaptador 10 nele. Sem o adaptador, einiciando a 8,5 bar, o compressor leva de 3 a 5 minutosantes da pressão voltar a 5,2 bar usando uma furadeirapneumática conectada no mesmo. Nesse momento o ardescarregado do sistema de resfriamento no compressorestava a 32 °C, com o ar termina a 57 0C e o cano dedescarga do tanque a 22°C.

Com o adaptador 10 instalado, leva 9 minutos para apressão cair a 5,7 bar e o compressor manteve essapressão por 16 minutos quando o teste foi terminado. A5,7 bar a furadeira pneumática podia ainda funcionar comeficiência normal. Quando o teste terminou o ardescarregado do sistema de resfriamento no compressorestava a 270C (comparado com 32°C) com o ar terminando a45°C (comparado com 57°C) e o cano de descarga do tanquea 180C (comparado com 22°C). Como o ar comprimidoexpelido está mais frio que a temperatura ambiente, ocompressor funcionará mais frio. O compressor funcionaráautomaticamente e não requer ou que o ar seja permitidode escapar manualmente, ou prevenção de excesso depressão ou adicionar ar manualmente. Estas quedas natemperatura são significativas para a redução damanutenção em longo prazo uma vez que o compressorfunciona mais frio.

As ferramentas pneumáticas serão menos ruidosas já que oar expelido é retornado para o compressor no lugar depara o ambiente. Compressores menores podem então serusados o que pode evitar o uso de compressores comalimentação elétrica trifásica.

Nas Figuras 3 até 6, é mostrado um adaptador 50. Oadaptador 50 nesta concretização está acoplado a um tipode compressor de pistão 51. As Figuras 3 até 5 mostram oadaptador 50 para um compressor de cilindro simples 51enquanto que a Figura 6 mostra o adaptador para umcompressor de 3 cilindros (não mostrado). O adaptador 50na Figura 6 tem um coletor 52 com três (3) saídas de ar54, 56, 58 as quais são adaptadas para serem conectadasàs respectivas portas de entrada (não mostradas) de cadacilindro do compressor. Uma válvula de escape de pressãoajustável 60 é provida no extremo do coletor 52 adjacenteà saída de ar 54. A válvula de escape de pressão 60 operade uma maneira similar à válvula 3 6 na Figura 1 e tem umasaída(s) 62. O braço 64 abrindo-se no coletor 52 incluiuma válvula unidirecional 66 a qual permite que o ar doambiente 68 entre na tomada de ar 70. O ar expelido 72entra na entrada de escapamento 74.

A operação desta concretização é similar à daconcretização das Figuras 1 e 2. O ar 68 é puxado para atomada de ar 70 através de uma válvula unidirecional 66 eentra no coletor 52. O ar flui nas saídas 54, 56, 58 e écomprimido pelo compressor. Uma vez que a pressão deoperação foi alcançada a válvula 66 fechará e um laçofechado se formará do escapamento da ferramenta(s)pneumática(s) 34 ao coletor 52.

Nesta concretização, o adaptador 50 foi testado com umcompressor McMillan de fase simples de 2.2kW tendo três(3) cilindros. Esta concretização foi testada contra ocompressor sem instalação do adaptador 50 no mesmo. Sem oadaptador e iniciando a uma pressão de 8,5 bar, ocompressor levou 57 segundos antes de a pressão baixarpara 4.0 bar usando uma furadeira pneumática conectada aele. Com o adaptador 50 instalado levou 6.5 minutos paraa pressão baixar a 5.0 bar e o compressor manteve essapressão por 9 minutos quando o teste foi terminado. A 5.0bar a furadeira pneumática podia funcionar ainda comeficiência normal.

Apesar da concretização mostrada na Figura 6 ser para umcompressor multi-cilindro, a invenção pode ser usada comum compressor de um único cilindro como mostrado na

Figuras 3 até 5. As mesmas referências numerais foramusadas nas Figuras 3 até 5 e na Figura 6 para evitarrepetição da descrição.

Como com a concretização mostrada na Figura 1 e na Figura2 a construção atual do coletor 50 com a saída de ar 54no lado é mostrada na Figura 4, enquanto que a Figura 5mostra a saída de ar 54 no topo do coletor 52 para melhorilustrar a operação do adaptador 50. As posições da saídade ar 54, da válvula de escape 36, da toamda de ar 70 eda entrada do ar expelido 74 podem ser localizadas emqualquer posição adequada. A invenção operará em qualquertipo de compressor e não está limitada a seu uso comcompressores de hélice, de paleta ou pistão.

A invenção não requer eletrônica, pneumática,interruptores, solenóides, tanques auxiliares ou outraparafernália como requeridas pela técnica anterior. 0número de componentes foi reduzido drasticamenteresultando em uma redução substancial de manutenção. Asimplicidade da invenção virtualmente elimina qualquercolapso da invenção. Como o ar é forçado para ocompressor, quando operando, a aproximadamente 1atmosfera, há menos compressões do compressão para enchero tanque â pressão requerida. No lugar de somente um barde pressão (isto é atmosfera) estar apto para entrar nocilindro do compressor, a invenção pode ter até quatrobar permitindo que o compressor comprima três vezes maisar em uma revolução. Apesar da invenção ser capaz degerar quatro vezes a energia, a máquina trabalhar nestenível poderia estressar demais o motor do compressor dear. Para minimizar o estresse no motor enquanto seotimiza o desempenho, a invenção é ajustada tipicamentepara entregar aproximadamente duas vezes a pressão decompressores convencionais de ta,anho similar.Compressores de ar são também notavelmente máquinasruidosas e a invenção é capaz de reduzir o ruído em até50%. A invenção tem outros benefícios que incluemmelhoria da saúde ocupacional e segurança porque elaremove qualquer perigo potencial que o ar expelido possacausar ao operador das ferramentas. A umidade é reduzidae o calor dentro do sistema de ar, por meio dissoprolongado a vida das ferramentas pneumáticas. Quando oar é comprimido cria-se uma quantidade de calor e quandoé repentinamente expelido - como é o caso quando se estáusando ferramentas pneumáticas - esse ar é esfriadosignificativamente (até 35 graus) . Na invenção, esse arexpelido esfriado está sendo agora reciclado para osistema de compressão para manter ele frio. A umidade éreduzida porque o adaptador no está sugando no ar frescodo ambiente (o qual contém umidade) para encher oscompressores. Está-se simplesmente reciclando o ar.As concretizações descrevem os adaptadores 10, 50 quepodem ser retro-ajustados a um compressor, mas elestambém podem ser integrados no desenho do compressor porsi mesmo. A invenção tem a flexibilidade de ser capaz deser usada com compressores existentes ou pode formar abase para um novo desenho integrado em compressores.Será entendido que a invenção abraça muitas outrasmodificações, como será aparente para pessoas comconhecimentos da técnica, e as quais serão consideradasdentro do escopo e âmbito da invenção, tendo sidocolocado aqui somente a natureza ampla da invenção ecertas concretizações específicas a modo de exemplos.

Claims

1. Adaptador para um compressor de ar, caracterizado pelofato de incluir um coletor tendo uma entrada adaptadapara ser conectada ao escapamento de ar de pelo menos umdispositivo de ferramenta pneumática tendo um motor a arconectado, em uso, ao mencionado compressor de ar, e umasaída adaptada para ser conectada, em uso, à tomada de ardo mencionado compressor de ar, uma entrada de ar abertaao ar do ambiente e um mecanismo de válvula adaptadopara, em uso, fechar a mencionada entrada de ar quandouma primeira pressão pré-determinada é alcançada pelomencionado compressor de ar.

2. Adaptador, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de ainda incluir uma válvula deescape de pressão a qual abre para expelir o arcomprimido a uma segunda pressão pré-determinada.

3. Adaptador, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado pelo fato de uma pluralidade dasmencionadas saídas ser provida as quais são adaptadaspara serem conectadas às respectivas tomadas de ar de umcompressor de ar de múltiples cilindros.

4. Adaptador, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 3, caracterizado _ pelo fato damencionada entrada estar em um extremo do mencionadocoletor e a mencionada entrada de ar e a mencionada saídaestarem localizadas no lado do mencionado coletor.

5. Adaptador, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 4, caracterizadopelo fato do mencionado mecanismo de válvula fechar amencionada entrada de ar à aproximadamente 1 bar ou 14,38psi ou mais.

6. Adaptador, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato damencionada saída estar diretamente conectada a umdispositivo de injeção de ar do mencionado compressor dear.

7. Compressor de ar, caracterizado pelo fato de incluirum coletor tendo uma entrada adaptada para ser conectadaao escapamento de ar de pelo menos um dispositivo deferramenta pneumática tendo um motor a ar conectado, emuso, à tomada de entrada de ar do mencionado compressorde ar, uma entrada de ar aberta ao ar do ambiente e ummecanismo de válvula adaptado para, em uso, fechar amencionada entrada quando uma primeira pressão pré-determinada é alcançada pelo mencionado compressor de ar.

8. Compressor de ar, de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato do mencionado coletor aindaincluir uma válvula de escape de pressão a qual abre parao ar comprimido expelido a uma segunda pressão pré-determinada.

9. Compressor de ar, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 7 ou 8, caracterizado pelo fato domencionado compressor de ar ser um compressor de ar demúltiplos cilindros e o mencionado coletor ter umapluralidade das mencionadas saídas as quais são adaptadaspara serem conectadas às respectivas tomadas de ar domencionado compressor.

10. Compressor de ar, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 7 até 9, caracterizado pelo fato damencionada entrada estar em um extremo do mencionadocoletor e a mencionada entrada de ar e a mencionada saídaestarem localizadas no lado do mencionado coletor.

11. Compressor de ar, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 7 até 10, caracterizado pelo fato domencionado mecanismo de válvula fechar a mencionadaentrada de ar à aproximadamente 1 bar ou 14,38 psi oumais.

12. Compressor de ar, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 7 até 11, caracterizado pelo fato damencionada saída estar diretamente conectada aodispositivo de injeção de ar do mencionado compressor dear.

13. Adaptador para um compressor de ar, caracterizadopelo fato de ser substancialmente como descrito aquianteriormente com referência aos desenhos que acompanham.

14. Compressor de ar, caracterizado pelo fato de sersubstancialmente como descrito aqui anteriormente comreferência aos desenhos que acompanham.