ES2221116T3 - Pieza de conexion que conecta la carcasa de una unidad motriz a la carcasa de un elemento de compresion. - Google Patents
Pieza de conexion que conecta la carcasa de una unidad motriz a la carcasa de un elemento de compresion.Info
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Abstract
PIEZA DE CONEXION QUE CONECTA EL ALOJAMIENTO (4) DE UNA UNIDAD MOTRIZ (2) CON EL ALOJAMIENTO (5) DE UN ELEMENTO COMPRESOR (1), QUE SE CARACTERIZA POR QUE INCLUYE REBORDES (12) SOBRE UNA PARTE, COMO MINIMO, DE SU PARED. LA ALTURA DE ESTOS REBORDES ES, POR LO MENOS, IGUAL A UNA VEZ Y MEDIA EL GROSOR DE LA PARTE DE LA PARED SOBRE LA QUE SE APOYA EL REBORDE, Y SU GROSOR, DESDE EL MEDIO HASTA SU ALTURA, ES IGUAL A, POR LO MENOS, LA MITAD DEL GROSOR MENCIONADO, POR LO QUE LOS REBORDES (12) FORMAN UN DIBUJO QUE DIVIDE LA PARED EN SEGMENTOS (13) DE PARED ADYACENTES, CUYA PRIMER MODO CARACTERISTICO DE PLIEGUE TIENE UNA FRECUENCIA RESONANTE QUE EXCLUYE LA EXCITACION CAUSADA POR TODAS LAS FRECUENCIAS DE EXCITACION IMPORTANTES, HASTA EL ELEMENTO COMPRESOR (1) MAS ALTO INCLUSIVE.
Description
Pieza de conexión que conecta la carcasa de una
unidad motriz a la carcasa de un elemento de compresión.
Esta invención se refiere a una pieza de conexión
para conectar la carcasa de una unidad motriz a la carcasa de un
elemento de compresión, más específicamente una pieza de conexión
de pared sencilla.
Tales piezas de conexión se emplean en conjuntos
de compresión para conectar la carcasa, en su mayor parte de metal
colado, de un elemento de compresión con la carcasa en la que está
situada su unidad motriz, por ejemplo, la carcasa de un motor. Por
motivos de construcción, estas carcasas no pueden fabricarse como
una unidad completa.
En la pieza de conexión, el acoplamiento está
situado entre el eje o ejes del rotor o rotores del elemento de
compresión y el eje o ejes salientes de la unidad motriz. En esta
pieza de conexión también puede integrarse una transmisión por
engranajes u otro transformador de acoplamiento.
Los conjuntos de compresión generan mucho ruido.
Para limitar el nivel de ruido, se emplean amortiguadores de
vibraciones para aislar el conjunto del suelo, y el bastidor está
equipado con un material limitador del ruido. Los canales por los
que se aspira aire de ventilación también se tratan
acústicamente.
Por el documento US 3 263 521 A se conoce una
carcasa de transmisión para transmisiones de cambio de velocidad de
vehículos a motor, que está realizado con una pared doble a fin de
reforzar la carcasa y reducir el ruido.
Aunque estos medios ya consiguen una considerable
amortiguación del ruido, el nivel de ruido del conjunto de
compresión todavía es bastante alto.
En un esfuerzo por reducir adicionalmente este
nivel de ruido, se realizaron investigaciones por las cuales
resultó evidente que en el elemento de compresión se crea una
considerable energía de ruido y que, por las características
estructurales del conjunto global, se transforma en vibraciones y
ruidos no deseados.
En particular, las frecuencias de resonancia de
la estructura de este conjunto son suscitadas por las frecuencias
pulsantes de este elemento de compresión, lo que da lugar a la
radiación de energía superflua del ruido.
Se advirtió que especialmente la pieza de
conexión entre las carcasas y la unidad motriz son responsables de
la emisión de ruido y de la transmisión de vibraciones y de ruido
al motor y los puntos de apoyo de esta pieza de conexión.
El objetivo de esta invención es una pieza de
conexión en la que la radiación de ruido y la transmisión de
vibraciones sean mínimas, de una manera tal que se reduzca la
emisión de ruido del conjunto de compresión.
Este objetivo se consigue según la invención
porque la pieza de conexión, en al menos parte de su pared, está
dotada con nervaduras según las cuales la altura de cada nervadura
es al menos igual que una vez y media el grosor de la parte de
pared sobre la que descansa esta nervadura, y cuyo grosor, a la
mitad de su altura, es igual a al menos la mitad del grosor
anteriormente mencionado, según lo cual las nervaduras forman un
esquema que divide la pared en segmentos de pared adyacentes, cuyo
primer modo característico de flexión tiene una frecuencia de
resonancia que excluye la excitación por parte de todas las
frecuencias de excitación importantes hasta e incluyendo la más alta
del elemento de compresión.
Preferiblemente, las nervaduras están dispuestas
en la pieza de conexión de una manera tal que los segmentos que
están limitados por estas nervaduras ocupan al menos la mitad de su
pared.
Las nervaduras pueden estar dispuestas en el lado
exterior o en el lado interior.
La pieza de conexión puede estar formada por una
parte tubular y dos bridas en los extremos de la misma, según lo
cual, por ejemplo, al menos los flancos laterales de esta parte
están dotados de nervaduras.
Con el propósito de mostrar mejor las
características de la invención, en adelante, a título de ejemplo
sin carácter limitativo alguno, se describen varias formas
preferidas de realización de una pieza de conexión entre un
elemento de compresión y una unidad motriz según la invención con
referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 representa esquemáticamente un
conjunto de compresión con una pieza de conexión según la
invención;
la figura 2 representa a mayor escala una vista
lateral en alzado de la pieza de conexión del conjunto de
compresión de la figura 1;
la figura 3 representa una vista según la flecha
F3 en la figura 2;
la figura 4 representa una vista según la flecha
F4 en la figura 2;
la figura 5 representa un corte transversal según
la línea V-V en la figura 3;
la figura 6 representa a mayor escala un corte
transversal según la línea VI-VI en la figura 2
la figura 7 muestra esquemáticamente un conjunto
de compresión análogo al de la figura 1, pero con respecto a otra
forma de realización.
En la figura 1, se representa un conjunto de
compresión que consiste en un elemento 1 de compresión, por ejemplo
un elemento espiral de compresión con un rotor o un elemento
helicoidal de compresión con dos rotores, una unidad 2 motriz
formada por un motor eléctrico y una pieza 3 de conexión que conecta
la carcasa 4 de la unidad 2 motriz a la carcasa 5 del elemento 1 de
compresión, y en la que el acoplamiento 6 está situado entre el eje
7 saliente de esta unidad 2 motriz y un eje 8 de un rotor del
elemento 1 de compresión.
En el caso de que el elemento 1 de compresión sea
un compresor helicoidal, y comprenda por tanto dos rotores, el eje
8, mediante una transmisión por engranajes, una transmisión por
correas u otro transformador de acoplamiento, puede mover el eje de
un rotor.
La pieza 3 de conexión consiste en una parte 9
tubular con una brida 10 en un extremo para la fijación a la
carcasa 5 del elemento 1 de compresión, y una brida 11 en el otro
extremo algo más grande para la fijación a la carcasa 4 de la
unidad 2 motriz.
La energía acústica creada por el proceso de
compresión de un elemento de compresión es bastante tonal y es una
composición de señales deterministas. La señal determinista más
baja, el tono fundamental, es una sinusoide con una frecuencia
igual al ritmo con el que elemento de compresión aspira aire del
entorno y lo expulsa en la salida del elemento de compresión.
El aire se comprime en la cámara de compresión y
se expulsa de manera bastante abrupta en la salida, de manera que
este proceso no se realiza de una manera progresiva. Como
consecuencia, se crean componentes armónicas de este tono
fundamental. Estas componentes armónicas tienen una frecuencia que
es un múltiplo entero de la frecuencia básica.
Dependiendo de una multitud de procesos y
parámetros geométricos, se crean más o menos armónicos y su
amplitud con respecto al tono fundamental es importante o no. Esta
energía tonal total pone a vibrar la carcasa 5 del elemento 1 de
compresión y las estructuras embridadas, las cuales transforman,
cada una a su manera, esta energía en vibraciones y ruido.
Para limitar dichas vibraciones, unas nervaduras
12 están dispuestas en una parte, y preferiblemente en más de la
mitad de la pared de la parte 9 tubular, según un esquema que
divide este lado exterior entre las bridas 10 y 11 en segmentos 13
de pared adyacentes.
En el ejemplo representado, estas nervaduras 12
están dispuestas en el lado exterior de la pared anteriormente
mencionada de la parte 9, pero también pueden estar situadas en el
lado interior.
Estas nervaduras 12 cumplen con requisitos
específicos. Tal como se representa en detalle en la figura 6, la
altura H de una nervadura 12 es al menos una vez y media, y por
ejemplo dos veces, el grosor D de la parte de pared sobre la que
descansa, y la anchura B, medida a mitad de la altura de esta
nervadura 12, es al menos la mitad del grosor D anteriormente
mencionado, y por ejemplo igual a este grosor.
En consideración al hecho de que la pieza de
conexión es una parte colada de metal, las nervaduras 12, debido a
causas técnicas de colada, se ensanchan un tanto hacia su base. La
parte superior de las nervaduras 12 está redondeada, y las
nervaduras 12 se conectan con una parte redondeada de la parte de
pared sobre la que descansan.
El esquema anteriormente mencionado formado por
las nervaduras 12 también cumple con requisitos específicos:
concretamente, tiene una estructura tan densa que el primer modo
característico de flexión para cada segmento 13 de pared tiene una
frecuencia de resonancia que es tal que ningún segmento 13 de pared
puede ser excitado por ninguna de las frecuencias de excitación
importantes hasta e incluyendo la más alta del elemento 1 de
compresión.
El armónico más alto, es decir, la componente de
excitación en la frecuencia más elevada, ya no es capaz entonces de
iniciar el denominado modo de respiración o primer modo de flexión
de cualquier segmento 13 de pared. A raíz de esto, este segmento 13
de pared no puede radiar ningún ruido considerable.
Cada segmento 13 de pared comenzará a vibrar
cuando se excite con una fuerza dinámica. Cuando la vibración
suministrada adopta una frecuencia de una de las frecuencias de
resonancia de este segmento 13 de pared, se radia mucho más ruido
que el ruido radiado por este segmento de pared para cualquier otra
frecuencia.
El modo característico es la manera en la que un
segmento de pared vibra con una de sus frecuencias de resonancia, y
difiere de frecuencia de resonancia en frecuencia de
resonancia.
El modo característico de la primera frecuencia
de resonancia es un modo típico de flexión, según el cual el punto
central del segmento 13 de pared realiza un movimiento ascendente y
descendente y según el cual todos los demás puntos de este segmento
13 de pared llevan a cabo un movimiento más pequeño que, sin
embargo, está en fase con el movimiento del punto central. El primer
modo característico también se denomina "modo de
respiración".
Por tanto, el patrón anteriormente mencionado
depende de las características del elemento 1 de compresión, tales
como la velocidad de rotación y la construcción del rotor, que
ejercen una influencia sobre la frecuencia de excitación del
elemento 1 de compresión.
La mayoría de los segmentos 13 de pared pueden
estar dotados de una ranura 14 para la refrigeración interna de la
pieza 3 de conexión.
En el ejemplo representado, las nervaduras 12, y
por tanto los segmentos 13 de pared, están presentes en los flancos
laterales de la parte 9 tubular. Un flanco lateral consiste en
partes que forman un ángulo entre sí. El lado superior y el lado
inferior de la parte 9 tienen partes planas.
Con una inferior de tales partes planas, la pieza
3 de conexión, con la mediación de un amortiguador 15 elástico,
descansa sobre un soporte 16, tal como se representa en la figura
1. De manera análoga, la carcasa 4 de la unidad 2 motriz descansa
sobre un segundo punto 17 de apoyo.
Es obvio que las nervaduras 12, y por tanto los
segmentos 13 de pared, pueden estar situados también, o
exclusivamente, en el lado superior y/o inferior de la parte 9.
La brida 11 se extiende sustancialmente hacia
fuera con respecto a la abertura de la parte 9 en la extremidad
correspondiente de esta parte 9. Esta brida 11 muestra cuatro
aberturas 18, dotadas con rosca en el interior, para la fijación de
la carcasa 4 a la misma mediante pernos.
Por el contrario, la brida 10 es asimétrica con
respecto a la abertura de la parte 9 en la extremidad
correspondiente, es decir, la brida 10 sobresale hacia fuera en el
flanco lateral y sobresale hacia dentro en el otro flanco
lateral.
En esta brida 10 están dispuestas unas aberturas
19 para la fijación de la brida 10 en la carcasa 5 mediante
pernos.
La pieza 3 de conexión descrita hasta el momento
presenta como consecuencia una reducción considerable de la
radiación de ruido.
La pieza 3 de conexión no tiene que estar situada
necesariamente en la prolongación del elemento 1 de compresión y de
la unidad 2 motriz. Por ejemplo, puede estar situada cerca, debajo
o encima de este elemento de compresión y de esta unidad 2 motriz.
En este caso, el acoplamiento 6 está formado por una
transmisión.
Además, en la figura 7 se representa
esquemáticamente una forma de realización de un conjunto de
compresión, según el cual el elemento 1 de compresión y la unidad 2
motriz no están situados en su prolongación mutua, y la pieza 3 de
conexión tiene otra forma que la descrita hasta ahora.
En esta forma de realización, esta pieza 3 de
conexión tiene la forma de una caja plana en la que está situado el
acoplamiento 6, que está formado por una transmisión por
correas.
El elemento 1 de compresión está fijado mediante
una brida y unos pernos encima y a un lado de esta caja. Un eje 8
de un rotor se extiende por una abertura en el lado antes
mencionado.
La unidad 2 motriz está fijada de manera análoga
mediante una brida y unos pernos en el extremo inferior y al otro
lado de la pieza 3 de conexión. El eje 7 saliente se extiende a
través de una abertura en el lado mencionado en último lugar.
En el borde lateral, así como en los dos lados
anteriormente mencionados, cerca del elemento 1 de compresión y de
la unidad 2 motriz, están dispuestas unas nervaduras 12 que, por
tanto, determinan unos segmentos 13 de pared adyacentes.
En cuanto a sus dimensiones así como al esquema
que forman, las nervaduras 12 cumplen con los mismos requisitos que
en la forma de realización según las figuras 1 a 6.
También en este caso, las nervaduras 12 reducen
considerablemente la radiación o la transmisión de ruido.
En una variante, el elemento 1 de compresión y la
unidad 2 motriz pueden estar situadas el uno sobre la otra o
próximos el uno a la otra, en el mismo lado de la pieza 3 de
conexión.
La presente invención no está limitada en modo
alguno a la forma de realización descrita hasta ahora y
representada en las figuras, al contrario, tal pieza de conexión
puede llevarse a cabo en varias variantes sin salirse del alcance de
la invención.
Claims (9)
1. Pieza de conexión para conectar la carcasa (4)
de una unidad (2) motriz con la carcasa (5) de un elemento (1) de
compresión, estando dotada la pieza de conexión con nervaduras (12)
en al menos una parte de su pared, la altura de tales nervaduras es
al menos igual a una vez y media el grosor de la parte de pared
sobre la que descansa esta nervadura, y cuyo grosor, a mitad de la
altura, es igual a al menos la mitad del grosor anteriormente
mencionado, caracterizada porque dicha pieza (3) de conexión
es de pared sencilla y porque las nervaduras (12) forman un esquema
que divide la pared en segmentos (13) de pared adyacentes, cuyo
primer modo característico de flexión tiene una frecuencia de
resonancia que excluye la excitación por parte de todas las
frecuencias de excitación importantes hasta e incluyendo la más alta
del elemento (1) de compresión.
2. Pieza de conexión según la reivindicación 1,
caracterizada porque las nervaduras (12) están dispuestas de
una manera tal que los segmentos (13) que están determinados por
las mismas ocupan al menos la mitad de la pared.
3. Pieza de conexión según la reivindicación 1 ó
2, caracterizada porque las nervaduras (12) están dispuestas
en el lado exterior de la pared.
4. Pieza de conexión según la reivindicación 1 ó
2, caracterizada porque las nervaduras (12) están dispuestas
en el lado interior de la pared.
5. Pieza de conexión según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está
formada por una parte (9) tubular y por dos bridas (10 y 11) en los
extremos.
6. Pieza de conexión según la reivindicación 5,
caracterizada porque la parte (9) tubular está dotada con
nervaduras (12) al menos en ambos flancos laterales.
7. Pieza de conexión según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque forma una caja,
según lo cual el elemento (1) de compresión y la unidad (2) motriz
están fijadas a la misma en el mismo lado o en lados diferentes de
esta caja.
8. Pieza de conexión según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dentro de
la misma está situado un acoplamiento (6), entre un eje (7)
saliente de la unidad (2) motriz y un eje (8) de un rotor del
elemento (1) de compresión.
9. Pieza de conexión según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene una
parte debajo de la cual descansa, mediante un amortiguador (15)
elástico en un soporte (16).
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