ES2205640T3 - Comprensor de piston rotatorio con sentido de flujo axial. - Google Patents
Comprensor de piston rotatorio con sentido de flujo axial.Info
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Abstract
Compresor de pistón rotatorio con sentido de flujo axial desde arriba hacia abajo, especialmente en modo de construcción de husillo helicoidal, con canales de refrigeración (12) por los que circula un fluido refrigerante, para los motores (8), los cojinetes (6, 7) y los sensores (9) y con un dispositivo de refrigeración para la cámara de compresión (3), caracterizado porque la carcasa (2) de la cámara de compresión (3) presenta una cámara anular (15) cerrada, llenada parcialmente con un líquido que se refrigera por el fluido refrigerante a través de superficies de intercambio térmico (18).
Description
Compresor de pistón rotatorio con sentido de
flujo axial.
La presente invención se refiere a un compresor
de pistón rotatorio con sentido de flujo axial desde arriba hacia
abajo, especialmente en modo de construcción de husillo helicoidal,
con canales de refrigeración por los que circula un fluido
refrigerante, para los motores, los cojinetes y los sensores y con
un dispositivo de refrigeración para la cámara de compresión.
Un compresor de pistón rotatorio conocido de este
tipo (documento DE19522559) presenta dos husillos helicoidales que
engranan uno en otro y que son accionados de forma sincrónica por
motores. Los ángulos de rotación y las velocidades de rotación de
los dos husillos helicoidales o rotores son detectados por
sensores. Los motores se sincronizan electrónicamente con las
señales de dichos sensores. En este tipo de compresores de pistón
rotatorio, por una parte, han de refrigerarse los motores, cojinetes
y sensores, debiendo realizarse la refrigeración a ser posible a
temperaturas bajas, por ejemplo 20ºC, en los que, evidentemente, no
se debe refrigerar tanto que se produzca agua condensada. La cámara
de compresión calentada por la compresión del medio transportado
también debe refrigerarse. Sin embargo, conviene refrigerar la
cámara de compresión a una temperatura más elevada, por ejemplo a
60ºC, para evitar la condensación del medio bombeado.
En el compresor de pistón rotatorio conocido, los
motores, cojinetes y sensores son refrigerados por un fluido
refrigerante que circula por canales de refrigeración. Aunque la
refrigeración de la cámara de compresión se realiza en primer lugar
por una refrigeración interna de los husillos helicoidales, en una
forma de realización también está previsto refrigerar la carcasa de
la cámara de compresión. Sin embargo, para ello el fluido
refrigerante debe tener una temperatura más alta que el fluido
refrigerador para los motores, cojinetes y sensores, de modo que se
precisan dos circuitos refrigerantes separados. En caso de
mantenimiento o reparación del compresor de pistón rotatorio, han de
separarse y vaciarse dos circuitos refrigerantes separados. Es
decir, el sistema de refrigeración es complicado y requiere un
trabajo considerable al desmontar el compresor de pistón
rotatorio.
Un tipo de construcción de este tipo de un
dispositivo refrigerante para una bomba helicoidal de vacío con
tuberías de refrigeración internas en el motor y los cojinetes, con
cámaras de refrigeración externas en la carcasa se conoce por el
documento BE19745616A.
La invención tiene el objetivo de proporcionar un
compresor de pistón rotatorio, que permita una refrigeración
especialmente sencilla de los motores, cojinetes y sensores a una
temperatura relativamente baja y la refrigeración de la cámara de
compresión a una temperatura considerablemente más elevada,
realizándose al mismo tiempo una refrigeración más fuerte de la
cámara de compresión en el lado de compresión que en el lado de
aspiración.
Que la refrigeración debe ser más fuerte en el
lado de compresión que en el lado de aspiración se conoce también
por el estado conocido de la técnica. Según la invención, la
solución del objetivo, incluyendo este problema parcial, se
consigue de tal forma que la carcasa de la cámara de compresión
presenta una cámara anular cerrada, llenada parcialmente con un
líquido que se refrigera por el fluido refrigerante a través de
superficies de intercambio térmico.
Es decir, la cámara de compresión es refrigerada
por un líquido que se encuentra en una cámara anular cerrada. Según
una forma de realización ventajosa, esta cámara anular se extiende
por toda la altura de la carcasa de la cámara de compresión. El
líquido contenido en la misma es refrigerado por el fluido
refrigerante de los motores, cojinetes y sensores. La velocidad de
paso y el tamaño de las superficies de intercambio térmico puede
elegirse de tal forma que los motores, cojinetes y sensores se
refrigeren a aprox. 20ºC, pero que la carcasa de la cámara de
compresión de refrigere a una temperatura de aprox. 60ºC. Puesto que
la cámara anular está sólo parcialmente llena de líquido, en la zona
superior, es decir en la zona de aspiración, la refrigeración es
menos eficaz correspondiendo al hecho de que aquí hay que
refrigerar menos. Además, debido a que la cámara anular está sólo
parcialmente llena de líquido, éste se puede expandir al calentarse.
Durante el desmontaje de la carcasa no es necesario dejar salir el
líquido de la cámara anular, pudiendo permanecer en la misma. Tan
sólo se debe separar el circuito para el líquido refrigerante para
los motores, cojinetes y sensores y, dado el caso, vaciarlo
parcialmente.
Según una forma de realización especialmente
sencilla y conveniente, la cámara anular presenta un serpentín
refrigerante por el que circula el fluido refrigerante.
Convenientemente, el líquido en la cámara anular
es una mezcla de agua y glicol con el que se consigue una buena
refrigeración, pero con el que no existe el peligro de congelación
cuando la bomba se usa a bajas temperaturas.
Como fluido refrigerante se usa convenientemente
agua refrigerante.
Convenientemente, se prevé que el fluido
refrigerante circule primero por los canales de refrigeración para
los motores, cojinetes y sensores y, a continuación, por el
serpentín de refrigeración.
De manera ventajosa, los canales de refrigeración
y la cámara anular están cerrados, es decir, que no están
comunicados con la cámara de compresión, de modo que en este caso
no se precisa la junta normalmente necesaria - con sus problemas
conocidos.
A continuación, la invención se describe con la
ayuda de una forma de realización ventajosa, haciendo referencia al
dibujo adjunto que representa en corte un compresor de pistón
rotatorio según la invención.
El compresor de pistón rotatorio presenta una
carcasa 1 de motor y una carcasa 2 de la cámara de compresión 3. En
la cámara de compresión se encuentran dos husillos helicoidales 4
alojados en voladizo por árboles 5 alojados por cojinetes 6, 7. Los
husillos helicoidales 4 se hacen girar de forma sincrónica por
motores 8. Para este fin, con la ayuda de sensores de ángulo de
rotación se determina la posición angular correspondiente de los
árboles y husillos helicoidales, produciéndose una sincronización
electrónica de tal forma que los husillos helicoidales 4 no se
puedan tocar. Para que en caso de condiciones de servicio adversas y
de una sincronización mala o nula no se toquen los husillos
helicoidales 4 engranados, abajo en los árboles 5 están previstas
unas ruedas dentadas 10 engranadas, cuyo juego anular es inferior
al de los husillos helicoidales 4.
Debido al movimiento rotatorio, el fluido que ha
de transportarse es aspirado a través de un orificio de aspiración
11 y expulsado hacia abajo, a través de un orificio de salida no
representado.
Los motores 8, los cojinetes 6, 7 y los sensores
9 son refrigerados por el agua refrigerante que circula por los
canales de refrigeración 12 y que entra en dichos canales 12 por un
orificio 13 y vuelve a salir de los canales de refrigeración 12 por
un orificio 14.
La carcasa 2 de la cámara de compresión 3
presenta una cámara anular 15 llena de una mezcla de agua y glicol
hasta un nivel 16. En la cámara de compresión 15 se encuentra
además un serpentín refrigerante 18 refrigerado por el agua
refrigerante que sale de la carcasa 1 del motor por el orificio 14,
se hace pasar por un conducto 17 al serpentín refrigerante 18 y, a
continuación, vuelve a salir por el conducto 19. Por tanto, la
carcasa 2 es refrigerada por el líquido en la cámara anular 15, que
a su vez es refrigerado por el agua refrigerante que antes había
refrigerado los motores 8, los cojinetes 6, 7 y los sensores 9. Dado
que la cámara anular 15 está llena de líquido refrigerante sólo
hasta el nivel 16, éste se puede expandir al calentarse. Además, la
cámara de compresión es refrigerada de forma más fuerte en el lado
de compresión (inferior) que en el lado de aspiración (superior).
Puesto que los líquidos refrigerantes se encuentran en cámaras
cerradas 12, 15, no se requiere ninguna junta hacia la cámara de
compresión 3. Por lo tanto, se evitan los problemas conocidos de
este tipo de juntas.
Claims (7)
1. Compresor de pistón rotatorio con sentido de
flujo axial desde arriba hacia abajo, especialmente en modo de
construcción de husillo helicoidal, con canales de refrigeración
(12) por los que circula un fluido refrigerante, para los motores
(8), los cojinetes (6, 7) y los sensores (9) y con un dispositivo de
refrigeración para la cámara de compresión (3),
caracterizado porque la carcasa (2) de la cámara de
compresión (3) presenta una cámara anular (15) cerrada, llenada
parcialmente con un líquido que se refrigera por el fluido
refrigerante a través de superficies de intercambio térmico
(18).
2. Compresor de pistón rotatorio según la
reivindicación 1, caracterizado porque la cámara anular (15)
presenta un serpentín refrigerante (18) por el que circula el
fluido refrigerante.
3. Compresor de pistón rotatorio según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el líquido en la
cámara anular (15) es una mezcla de agua y glicol.
4. Compresor de pistón rotatorio según las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el fluido
refrigerante es agua refrigerante.
5. Compresor de pistón rotatorio según las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el fluido
refrigerante circula primero por los canales de refrigeración (12)
para los motores (8), los cojinetes (6, 7) y los sensores (9) y,
después, por el serpentín refrigerador (18).
6. Compresor de pistón rotatorio según las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la cámara
anular (15) se extiende sustancialmente por toda la altura de la
carcasa (2) de la cámara de compresión (3).
7. Compresor de pistón rotatorio según las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los canales de
refrigeración (12) y la cámara anular (15) están cerrados hacia la
cámara de compresión (3).
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