BRPI1105384A2

BRPI1105384A2 - Tampa de cilindro de compressor alternativo

Info

Publication number: BRPI1105384A2
Application number: BRPI1105384-4A
Authority: BR
Inventors: Raul Bosco Jr; Moacir Pirovano; Tadeu Tonheiro Rodrigues
Original assignee: Whirlpool Sa
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-11-05
Also published as: SG11201403393PA; ES2577859T3; KR20140105560A; US20140363322A1; JP2015500945A; EP2802778B1; EP2802778A1; CN104105879A; CN104105879B; BRPI1105384B1; WO2013091047A1; US11162485B2; JP6226874B2

Abstract

TAMPA DE CILINDRO DE COMPRESSOR ALTERNATIVO. A presente invenção refere-se a uma tampa de cilindro de compressor alternativo formada por um bloco (1) provido de pelo menos um contorno de vedação (11), sendo prevista ainda pelo menos uma projeção de apoio (3,5) espaçada do contorno de vedação (11) através de pelo menos um vão (4). Pelo menos uma projeção de apoio (3,5) possui a função de apoio para um batente de uma válvula de descarga.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção para "TAMPA DE CILINDRO DE COMPRESSOR ALTERNATIVO".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a uma tampa de cilindro de compressor alternativo e, em especial, uma tampa de cilindro provida de meios de apoio e sustentação para um batente de uma válvula de exaustão presente no conjunto-cabeçote do compressor alternativo.

Fundamentos da Invenção

É de conhecimento geral que compressores, incluindo ai os compressores alternativos, tratam-se de máquinas responsáveis pelo aumento da pressão de um fluido de trabalho qualquer (geralmente gasoso).

Neste sentido, e de forma mais especifica, os compressores alternativos são capazes de aumentar a pressão de um fluido de trabalho através da alteração controlada do volume de uma câmara de compressão, sendo que esta alteração controlada de volume é realizada por um pistão passível de deslocamento alternativo no interior da câmara de compressão.

O funcionamento intrínseco de um compressor alternativo define então duas etapas funcionais, ou seja, a etapa de sucção e a etapa de exaustão.

^ A etapa de sucção ocorre quando o pistão recua (no interior da câmara de compressão), promovendo a sucção do fluido de trabalho, através de uma entrada de sucção, sob baixa pressão. Aetapa de exaustão ocorre quando o pistão avança (no interior da câmara de compressão), promovendo a exaustão do fluido de trabalho, através de uma saída de exaustão, sob alta pressão.

É então do conhecimento dos especialistas versados no assunto que o correto funcionamento de um compressor alternativo é também dependente da vedação da saída de exaustão durante as etapas de sucção, e da vedação da entrada de sucção durante as etapas de exaustão. Portanto, compressores alternativos compreendem ainda válvulas de sucção e exaustão capazes de realizar tais vedações durante os momentos corretos. Neste

----sentido, o atuahestado da técnica compreende uma infinidade de modelos e arranjos de—

válvulas (e elementos congêneres) de sucção e exaustão.

Convencionalmente, tais válvulas são montadas imediatamente próximas à câmara de compressão, ou ainda, imediatamente próximas às câmaras de sucção e câmara de exaustão (sub-divisões da câmara de compressão), respectivamente. De forma mais específica, nota-se ainda que tais válvulas são montadas de modo a ficarem dispostas entre e/ou apoiadas entre a câmara de compressão e a tampa do cilindro.

As figuras 1A e 1B ilustra uma concretização convencional (portanto, pertencente ao atual estado da técnica) de uma tampa de cilindro especialmente adequada à fixação/alinhamento de uma válvula de exaustão VE e seu respectivo batente de apoio BT. Em linhas gerais, a tampa de cilindro ilustrada na figura 1 compreende um bloco BL1 composto por contorno de junta CJ1 e provido de dois apoios de batente AB11.

O contorno de junta CJ1 é responsável pela vedação integral entre a cavidade do compressor (região entre a tampa do cilindro e a carcaça do compressor, não ilustrado) e a câmara de compressão, e sua montagem pode envolver ainda elementos de vedação (não ilustrados).

Os apoios de batente AB11 compreendem prolongamentos conformados a partir de trechos do contorno de junta CJ1, e definem áreas de apoio para as extremidades de um batente de apoio BT e, em especial, para um batente de apoio BT de perímetro fundamentalmente retangular.

Atampa de cabeçote ilustrada nas figuras 1Ae 1B compreende uma concretização relativamente obsoleta afinal, a mesma define apenas dois apoios de batente apara um batente de válvula de descarga, permitindo assim que a região mediada do batente de apoio fique sem sustentação, sendo que esta característica pode ocasionar em problemas de funcionamento da válvula de descarga.

A figura 1C ilustra uma otimização da tampa de cilindro ilustrada nas figuras 1A e 1B.

Nesta concretização, o bloco BL1 prevê ainda, além dos dois apoios de batente AB11, um terceiro apoio de batente AB12, o qual é projetado a partir do fundo do mencionado bloco BL1 (em um primeiro eixo virtual geométrico Ύ"), e a partir de um terceiro ponto do contorno de junta CJ1 (em um segundo eixo virtual geométrico "X"). Embora esta concretização resolva grande parte dos problemas presentes na tampa do cilindro ilustrada nas figuras 1A e 1B, nota-se ainda que estas concretizações são dedicadas somente aos batentes de apoio de válvulas de descarga (de perímetro fundamentalmente retangular).

Vale ainda mencionar que o atual estado da técnica é integrado por inúmeros modelos de tampas de cilindro de compressores alternativos cujas concretizações também

são dedicadas somente aos batentes de apoio.---------------

Outro exemplo destas configurações pode ser observado no documento US

5,779,459, onde é citado (dentre outros aspectos) diferentes soluções de montagem entre uma válvula de descarga (e seu batente de apoio) e o contorno de junta do bloco da tampa do cilindro. De todo modo, são definidas concretizações somente dedicadas aos batentes de apoio.

A figura 1D ilustra outra concretização pertencente ao atual estado da técnica,

entretanto, tal concretização é parcialmente diferente das concretizações anteriormente abordadas pelo fato de proporcionar o alojamento de um batente de apoio para válvula de exaustão (o qual pode ser análogo à letra "V", à letra "W", ou ainda, à letra Έ").

Desta forma, a tampa de cilindro ilustrada na figura 1D compreende um bloco BL2 também composto por um contorno de junta CJ2, dois apoios AB21 e um apoio AB22.

Os apoios AB21 compreendem prolongamentos conformados a partir de trechos do contorno de junta CJ2, e definem áreas de apoio para as extremidades "distais" de um batente.

Já o apoio AB22 trata-se de uma extensão maciça e estrutural existente a partir de um determinado ponto do contorno de junta CJ2.

Nesta concretização de tampa de cilindro, assim como em todas as outras concretizações conhecidas e destinadas ao o alojamento de um batente de apoio para válvula de exaustão que incluem um ponto de apoio definido em de uma extensão maciça e estrutural existente a partir de um determinado ponto do contorno de junta, observa-se a existência de um grande aspecto negativo relacionado à integridade da vedação existente entre a tampa do cilindro e o cabeçote/câmara de compressão de compressores alternativos.

Este aspecto negativo é principalmente relacionado à deformação física (mesmo que milimétrica) causada pelas pressões de apoio infringidas ao apoio AB22 pelo batente da válvula de exaustão. Estas deformações físicas são convencionalmente impostas também a pelo menos um trecho contorno de junta CJ2, e isto interfere negativamente da integridade da vedação existente entre a tampa do cilindro e o cabeçote/câmara de compressão de compressores alternativos, afinal, tais deformações físicas acabam por criar pontos de escape de fluido de trabalho, o qual é inadmissível e/ou indesejável na maioria dos compressores alternativos.

É como base neste cenário que surge a presente patente de invenção. Objetivos da Invenção

Desta forma, é um dos objetivos da presente invenção apresentar uma tampa de cilindro capaz de garantir a integridade de sua vedação com o cabeçote/câmara do compressor alternativo.

Portanto, é outro objetivo da presente invenção definir pontos de apoio/alojamento para batentes de apoio de válvulas de exaustão.

Neste sentido, é ainda um objetivo da presente invenção que estes pontos de apoio/alojamento apresentem características fundamentalmente resilientes.

Sumário da Invenção

Estes e outros objetivos da invenção ora revelada são totalmente alcançados por meio da tampa de cilindro de compressor alternativo, a qual compreende um bloco provido de pelo menos um contorno de vedação e pelo menos uma extensão de apoio projetada a partir de um trecho de pelo menos um contorno de vedação. A tampa de cilindro de compressor alternativo ora revelada compreende ainda pelo menos uma projeção de apoio espaçada do contorno de vedação através de pelo menos um vão.

Preferencialmente, a tampa de cilindro de compressor alternativo prevê duas projeções de apoio espaçadas do contorno de vedação através de pelo menos um vão e espaçadas entre si através de pelo menos outro vão.

De acordo com a presente invenção, e de forma preferencial, pelo menos uma projeção de apoio é paralela à pelo menos um trecho de pelo menos um contorno de vedação.

Observa-se também que as projeções de apoio apresentam resiliência mecânica, sendo que mesmo durante sua máxima deformação mecânica, as citadas projeções de apoio, continuam espaçadas do contorno de vedação através de pelo menos um vão.

Descrição Resumida das Figuras

As concretizações do objeto da presente invenção serão pormenorizadamente detalhadas com base nas figuras abaixo listadas, as quais: As figuras 1A, 1B, 1C e 1D ilustram tampas de cilindro pertencentes aos atual

estado da técnica;

A figura 2 ilustra a concretização preferencial da tampa de cilindro segundo a presente invenção;

A figura 3 ilustra uma concretização opcional da tampa de cilindro segundo a presente invenção; e

A figura 4 ilustra uma exemplificação de alojamento de um batente de apoio de válvula de exaustão na concretização preferencial da tampa de cilindro segundo a presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção De acordo com os conceitos e objetivos da presente invenção, é revelada uma

tampa de cilindro cujas regiões de apoio/alojamento para um batente de válvula de descarga são passíveis de deformação mecânica discreta e elástica, sendo que tais deformações jamais são estendidas (ou pelo menos fortemente reduzidas) às regiões de vedação entre a mencionada cavidade do compressor e a câmara de exaustão do compressor alternativo.

Isto permite que as mencionadas regiões de vedação mantenham a integridade de vedação entre a cavidade do compressor e o cabeçote/câmara de compressão do compressor alternativo.

Fundamentalmente, estas projeções são capazes de absorver a deformação impostas pela pressão de montagem dos batentes de válvula de tal forma que não são transferidas deformações à região de junta, contribuindo para o correto funcionamento da região de junta. A tampa de cilindro compreende um bloco 1 fundamentalmente rígido e de perímetro fundamentalmente quadrangular ou circular.

O bloco 1 possui um contorno de vedação 11 definido de acordo com o formato do cabeçote/câmara de compressão do compressor alternativo (não ilustrado) e orifícios de fixação 12 normalmente destinados a parafusos (ou equivalentes) utilizados na fixação do bloco 1 ao cabeçote/câmara de compressão do compressor alternativo (não ilustrado).

Neste sentido, e até então, estas características são comuns em tampas de cilindro pertencentes ao atual estado da técnica.

O bloco 1 possui ainda duas extensões de apoio 2 definidas a partir de trechos específicos do contorno de vedação 11. A existência destas extensões de apoio também é comum em tampas de cilindro pertencentes ao atual estado da técnica.

O grande diferencial da presente invenção consiste no fato de que o bloco 1 prevê ainda pelo menos uma projeção de apoio espaçada do contorno de vedação 11 através de pelo menos um vão 4.

De acordo com a concretização preferencial da presente invenção - ilustrada na

figura 2 o bloco 1 prevê duas projeções de apoio 5 espaçadas do contorno de vedação 11 através de um vão 4, e espaçadas entre si através de outro vão 6. Como pode ser observado, as projeções de apoio 5 acabam por definir duas colunas de topo preferencialmente plano e adequado ao apoio/alojamento de uma extremidade de um batente de apoio de válvula de exaustão.

Preferencialmente, as projeções de apoio 5 são verticalmente projetas a partir da placa inferior do bloco 1.

De forma mais específica, e conforme ilustrado na figura 4, um batente 7 em formato análogo à letra "V" pode ter suas extremidades distais 71 convencionalmente apoiadas sobre as extensões de apoio 2 do bloco 1, e sua extremidade 72 apoiada sobre as projeções de apoio 5.

A concretização do bloco 1, assim como a conseqüente montagem do batente 7, é responsável pela "criação" de elementos (projeções de apoio 5) com menor rigidez, para fixação do batente 7. Neste sentido, observa-se que as mencionadas projeções de apoio 5 respondem com deformação elástica à solicitação da força de montagem do batente 7 e demais componentes que integram o conjunto de válvulas (não ilustradas) existentes no cabeçote de um compressor alternativo. Além disto, as projeções de apoio 5, justamente por estarem "separadas" do contorno de vedação 11 através do vão 4, reduzem sobremaneira a transmissão de tensões às regiões de junta, sendo que tais regiões são submetidas a uma menor deformação física desprezível.

A eficácia da solução fica bastante clara através dos resultados de deformação estrutural da tampa do cilindro. Vale então destacar que testes laboratoriais demonstraram que a concretização preferencial da presente invenção apresenta uma redução de deformação de 66% em relação às concretizações convencionais (especialmente em relação à concretização da figura 1 D).

A presente invenção prevê ainda uma concretização opcional - ilustrada na figura 3 - de tampa de cilindro.

Esta concretização opcional é extremamente similar à concretização preferencial, isto é, a tampa da concretização opcional também é integrada por um bloco 1 provido de um contorno de vedação 11, orifícios de fixação 12 e duas extensões de apoio 2 definidas a partir de trechos específicos do contorno de vedação 11. Entretanto, a grande diferença entre estas duas concretizações reside no fato de

que, na presente concretização opcional, é prevista apenas uma projeção de apoio 3 disposta no lugar das projeções de apoio 5. A mencionada projeção de apoio 3 também é espaçada do contorno de vedação 11 através de um vão 4.

Além disto, a projeção de apoio 3 define uma superfície de área similar a área virtual formada pela somatória das áreas das superfícies das projeções e apoio 5 e o vão 6.

Desta forma, a concretização opcional da tampa de cilindro também é hábil de apoiar um batente 7.

Faz-se necessário mencionar que, embora tenham sido ilustradas concretizações onde apenas uma projeção de apoio é espaçada do contorno de vedação através de pelo menos um vão, o escopo da presente invenção não deve ser limitado a esta quantidade, assim sendo, a presente invenção é também relacionada à existência de múltiplas projeções de apoio espaçadas do contorno de vedação através de respectivos vãos.

Tendo sido descritas concretizações da presente invenção, deve ser entendido que o escopo da mesma abrange outras possíveis variações, e é tão somente limitado pelo teor das reivindicações, aí incluídos os possíveis meios equivalentes.

Claims

1. Tampa de cilindro de compressor alternativo, compreendendo um bloco (1) provido de pelo menos um contorno de vedação (11), e sendo CARACTERIZADA pelo fato de compreender pelo menos uma projeção de apoio (3, 5) espaçada do contorno de vedação (11) através de pelo menos um vão (4).

2. Tampa de cilindro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de prever duas projeções de apoio (5) espaçadas do contorno de vedação (11) através de pelo menos um vão (4) e espaçadas entre si através de pelo menos um vão (6).

3. Tampa de cilindro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos uma projeção de apoio (3, 5) é paralela à pelo menos um trecho de pelo menos um contorno de vedação (11).

4. Tampa de cilindro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as projeções de apoio (3) e (5) apresentam resiliência mecânica.

5. Tampa de cilindro, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que as projeções de apoio (3) e (5), durante sua máxima deformação mecânica, continuam espaçadas do contorno de vedação (11) através de pelo menos um vão (4).