ES2233994T3 - Sistema de refrigeracion que incorpora una valvula de servicio de succion. - Google Patents
Sistema de refrigeracion que incorpora una valvula de servicio de succion.Info
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Abstract
SE PRESENTA UNA VALVULA DE SERVICIO PARA AISLAR EL COMPRESOR DE UN SISTEMA DE ENFRIADORA DE UN ENFRIADOR DE EVAPORADOR INUNDADO QUE INCLUYE UN TUBO DE ASPIRACION (19) MONTADO EN LA SECCION SUPERIOR DEL EVAPORADOR QUE SE EXTIENDE HACIA ABAJO, AL INTERIOR DE LA CARCASA DEL EVAPORADOR (12), Y UNA VALVULA DE CORTE (87) MONTADA DENTRO DE LA CARCASA (12) Y DISPUESTA PARA CERRARSE CONTRA LA ABERTURA DEL FONDO DEL TUBO DE ASPIRACION (19). LA VALVULA (87) ESTA CONECTADA MEDIANTE UN VARILLAJE (88) A UN EJE (77) QUE PASA A TRAVES DEL TUBO DE ASPIRACION (19) FUERA DEL EVAPORADOR Y QUE, AL GIRAR, PERMITE QUE LA VALVULA (87) ABRA Y CIERRE.
Description
Sistema de refrigeración que incorpora una
válvula de servicio de succión.
El invento se refiere a un sistema de
refrigeración y, en particular, a un aparato para mejorar y hacer
compacto un sistema de refrigeración.
En muchos sistemas de refrigeración una válvula
de asistencia de succión está montada en la tubería refrigerante que
conecta la salida del enfriador del evaporador con la entrada de
succión del compresor. Tal sistema se muestra en la patente de
EE.UU. US-A-2049230. La válvula de
asistencia de succión puede ser cerrada durante periodos de
mantenimiento para aislar el enfriador del compresor para facilitar
más el mantenimiento de los diversos componentes del sistema. En
muchos sistemas refrigerantes, particularmente los sistemas
compactos, se ha dispuesto poco espacio para la instalación de una
válvula de asistencia de succión y, consecuentemente, la válvula no
puede, en ciertas condiciones, ser suministrada como parte del
sistema total. Intentos de modificar retroactivamente estos sistemas
con una válvula de asistencia de succión en algún punto posterior
después de que las unidades han sido colocadas en estas
instalaciones han resultado generalmente menos que
satisfactorios.
Es por tanto un objeto principal del presente
invento el mejorar sistemas de refrigeración.
Desde un primer aspecto, el presente invento
proporciona un sistema de refrigeración como el reivindicado en la
reivindicación 1. Desde un segundo aspecto, el presente invento
proporciona un sistema de refrigeración como el reivindicado en la
reivindicación 7.
Así, el presente invento se consigue por medio de
una válvula de asistencia de succión para conectar el evaporador de
un sistema de refrigeración con el compresor del sistema. La válvula
puede ser sometida a un ciclo de operaciones para aislar el
enfriador del evaporador de un sistema de refrigeración con respecto
al compresor del sistema e incluye un tubo de succión que está, al
menos parcialmente, contenido dentro de la envuelta del enfriador
del evaporador. Un eje está montado rotatoriamente dentro del tubo
de succión y está conectado a una válvula situada dentro de la
envuelta del evaporador por medio de un mecanismo articulado que se
hace pasar hacia abajo a través del tubo de succión. Haciendo girar
el eje, la válvula puede ser movida desde una posición abierta por
debajo de la abertura del fondo del tubo a una posición cerrada en
contacto estanco contra el fondo del tubo para evitar que el
refrigerante se mueva entre el evaporador y el compresor.
En una forma del invento, una camisa cilíndrica
está montada dentro de una conexión mediante brida de un evaporador
que es normalmente usado para unir el evaporador al lado de succión
de un compresor. Un eje está montado rotatoriamente en la camisa y
está conectado a una válvula que cuelga hacia abajo por debajo de la
camisa. La válvula está configurada de forma que puede insertarse
junto con la camisa en una conexión existente sin tener que retirar
la conexión de la envuelta del evaporador. Aquí nuevamente la
válvula se une al eje mediante una unión articulada de forma que la
rotación del eje tirará de la válvula hacia arriba desde una
posición abierta a una posición cerrada contra la abertura de fondo
de la camisa.
Para una mejor comprensión de éstas y otras
características del presente invento se hará referencia aquí a la
siguiente descripción detallada del invento que ha de leerse en
asociación con los siguientes dibujos, en los que:
la figura 1 es una vista en planta de un sistema
enfriador que incorpora las enseñanzas del presente invento;
la figura 2 es un dibujo esquemático que muestra
con más detalle las partes que componen el sistema refrigerador de
la figura 1;
la figura 3 es una vista extrema ampliada, en
sección, del evaporador usado en el presente refrigerador, que
muestra la válvula de asistencia de succión del presente invento
instalada en él;
la figura 4 es un alzado lateral en sección de la
válvula de asistencia de succión que muestra la válvula en un estado
general; y
la figura 5 es un alzado lateral similar al de la
figura 5, que muestra la válvula en una posición cerrada.
Volviendo inicialmente a la figura 1, se muestra
en ella un alzado frontal de una unidad de un refrigerador compacto,
generalmente con la referencia 10, en el que el armazón 12 del
enfriador está montado sobre la envuelta 24 del condensador. Un
compresor 17 de tornillo está montado en la parte superior de la
envuelta del enfriador en estrecha proximidad con él. Como se
explicará con más detalle más adelante, se usa una conexión de brida
de bajo perfil que contiene una válvula de asistencia de succión
para colocar el evaporador en comunicación de flujo de fluido con la
entrada al compresor. La conexión ocupa poco espacio y así permite
que el compresor se monte lo más cerca posible de la envuelta del
evaporador. En una forma del invento, la válvula está montada sobre
una camisa y el conjunto se introduce en una unión de brida
existente, permitiendo así que la válvula sea fácilmente montada
retroactivamente en sistemas que existen en este sector. Aunque en
el presente sistema se muestra que solamente se utiliza un único
compresor, una persona experta en la materia vería claramente que se
puede emplear más de un compresor en el sistema sin apartarse de las
enseñanzas del presente invento.
Haciendo referencia nuevamente a la figura 2, el
presente sistema de refrigeración 10 utiliza un evaporador 12 para
refrigerar agua. El agua entra en la envuelta del evaporador a
través de una lumbrera o abertura de entrada 13 y se hace circular a
través de una serie de tubos 15 antes de ser descargada a través de
una lumbrera de salida 16. El enfriador es inundado con líquido
refrigerante a una temperatura convenientemente baja, de forma que
absorbe el calor del agua que está siendo hecha circular a través de
los tubos del intercambiador de calor. Consecuentemente, algo del
refrigerante se evapora a un vapor que es recogido en la sección
superior de la envuelta del evaporador y después es hecho pasar al
compresor 17 del sistema.
El compresor empleado en el sistema es un
compresor de tornillo, aunque la práctica del presente invento no
está limitada a usarlo conjuntamente con este tipo particular de
compresor y tiene una aplicación más amplia en diversos sistemas de
refrigeración que usan otros tipos de compresores. El lado de
succión del compresor está conectado directamente a un conectador 19
embridado montado en la parte superior de la envuelta del
evaporador, de forma que el vapor recogido en la envuelta pasará
directamente a la entrada de succión del compresor cuando se hacen
trabajos de mantenimiento en el sistema. Como se explicará con más
detalle más adelante, una válvula de servicio de succión está
contenida dentro del conectador embridado que puede ser sometida
manualmente a un ciclo de operaciones para interrumpir el flujo de
refrigerante del evaporador al compresor. Los rotores del compresor
se acoplan a un motor 20 de compresor por medio de un tren de
engranajes 21. Como es normal en la mayoría de los compresores de
tornillo, el aceite lubricante es distribuido a los rotores y a los
cojinetes de la máquina y, como consecuencia, el aceite se comprime
junto con el refrigerante dentro de la cámara de compresión.
El gas comprimido que es descargado del compresor
es entregado a un separador de aceite 33 por medio de una tubería de
gas 32. El gas comprimido que entra en el separador es dirigido
inicialmente contra una pared lateral 35 de la envuelta del
separador a través de una tobera de descarga. Al impactar, una parte
del aceite es reducida a un líquido que cae al fondo del tanque. La
mezcla de gases que queda se hace pasar después a través de una
rejilla 37 de tela metálica donde el aceite restante es separado del
vapor refrigerante y es recogido en el fondo de la envuelta con el
aceite separado previamente. Una tubería de retorno de aceite 36
está conectada al fondo de la envuelta del separador, a través del
cual el aceite separado es hecho retornar a la bomba del compresor
para recirculación.
Una pequeña bomba de prelubricación 38 está
conectada a la tubería de retorno de aceite que es actuada durante
un corto periodo de tiempo en el arranque para prelubricar los
rotores y cojinetes de la máquina. Cuando la presión en el sistema
alcanza un nivel de funcionamiento deseado, la bomba de
prelubricación se para y el aceite es desviado alrededor de la bomba
por medio de la red 39 de válvula de retención.
El vapor refrigerante es extraído del separador a
través de una tubería de vapor 45 y es entregado a la envuelta del
condensador 24. El presente sistema utiliza un condensador enfriado
por agua, aunque también puede emplearse cualquier tipo de
condensador conocido y usado en la técnica. El agua de refrigeración
es entregada a la envuelta por la entrada 46 y es hecha pasar a
través de una serie de tubos del intercambiador de calor (no
mostrado) antes de abandonar el condensador a través de la salida
47. El calor del refrigerante es rechazado al agua de refrigeración,
reduciendo así el refrigerante a un líquido que es recogido en el
fondo de la envuelta del condensador.
El líquido refrigerante recogido en el
condensador pasa a través de una tubería de líquido 48 a un
economizador 23 de depósito de expansión 23. El economizador está
alojado dentro de un tanque 50 dispuesto verticalmente que está
unido a una base 54 que contiene una entrada 49 de refrigerante. Un
tubo vertical 55 está montado en la base que rodea un tubo
refrigerante de menor diámetro para crear una cámara de expansión
entre ellos. El tubo entrega el líquido refrigerante que viene a una
válvula de expansión controlada electrónicamente (EXV) 56, cuya
función se describe con más detalle en la patente de EE.UU.
4.523.435. El funcionamiento de la EXV es regulado por una unidad de
control 60 en respuesta a uno o más estados detectados dentro del
sistema. La EXV sirve para expansionar rápidamente el líquido
refrigerante que llega a una temperatura y presión más bajas, con
las que se evapora parte del líquido. El gas de expansión es
recogido en la sección superior del tanque y el líquido es recogido
en el fondo del tanque. El gas de expansión recogido es
retroalimentado al compresor a través de la sección del motor del
compresor y así proporciona un enfriamiento adicional del motor.
Después de pasar a través de la sección del motor, el gas de
expansión es introducido en la cámara de compresión del compresor
aguas abajo de la entrada, dentro de una zona en la que la presión
de la cámara es aproximadamente igual a o ligeramente menor que la
presión del economizador mantenida en el economizador.
El líquido que es recogido en el fondo del tanque
del economizador es expandido o estrangulado una segunda vez a una
presión y temperatura menores. La segunda expansión se realiza
mediante un dispositivo de medición del flujo tipo flotador. En la
patente de EE.UU. 5.285.653 se describe este dispositivo de medición
de flujo. Un flotador anular rodea el tubo vertical 55 y está
adaptado para flotar sobre el líquido refrigerante contenido en el
sumidero del tanque del economizador. Una serie de ranuras de
medición dispuestas verticalmente están espaciadas
circunferencialmente alrededor de la sección inferior mojada del
tubo vertical y una camisa medidora está montada deslizante dentro
del tubo vertical detrás de las ranuras. La camisa está conectada al
flotador y está así en posición vertical mientras el flotador se
mueve hacia arriba o hacia abajo en el líquido refrigerante para
variar el tamaño de las aberturas en forma de ranura como respuesta
al nivel de refrigerante en el sumidero. Un conducto 52 de inyección
de vapor suministra vapor refrigerante procedente del separador de
aceite a una presión alta por debajo del flotador para mantener una
flotabilidad positiva con relación al líquido refrigerante en el
tanque del economizador.
El fluido bifásico refrigerante expandido y
estrangulado dos veces en la cámara de expansión es entregado al
evaporador por medio de la tubería de líquido 22, donde absorbe
calor del agua que se está enfriando y así se reduce una vez más a
vapor.
La figura 3 es una vista en sección recta de la
envuelta del enfriador del evaporador que muestra los tubos 15 de
agua montados en el fondo de la envuelta. El refrigerante líquido
que está en la envuelta se mantiene a un nivel tal que los tubos de
agua están completamente cubiertos con el refrigerante en fase
líquida. La fase de vapor se genera en la envuelta y es recogida en
la parte superior de la envuelta. Un conectador embridado típico 70
está montado en la parte superior de la envuelta del evaporador con
el cuerpo cilíndrico del conectador extendiéndose hacia abajo a
alguna distancia en la envuelta. Una camisa embridada 72 es
insertada hacia abajo en el conectador de forma que la brida 73 de
la camisa descansa sobre la brida 74 del conectador. Las bridas
están fijadas conjuntamente en contacto cara con cara por medios
adecuados de pernos roscados 75. Los agujeros alineados 76 para los
pernos están también espaciados alrededor de las bridas, lo que
permite que el conectador 71 (figura 2) sea fijado con pernos a un
conectador de acoplamiento en la tubería de succión del
compresor.
Como se ilustra adicionalmente en las figuras 3 a
5, un eje 77 dispuesto verticalmente está montado para rotación en
la superficie de cojinete 78-78 dispuesta en la
camisa 72. Un extremo del eje se extiende horizontalmente tanto a
través del cuerpo de la camisa como del cuerpo del conectador y
contiene la cabeza cuadrada 79 en su extremo extendido, en el que se
puede aplicar una herramienta adecuada 80 para hacer rotar
manualmente el eje en las superficies de cojinete. Juntas estancas
tales como juntas tóricas 82-82 están montadas entre
la camisa 72 y el conectador 19, así como entre el eje y la camisa
para evitar que el refrigerante se escape del sistema. En el
conjunto la sección del cuerpo de la camisa se extiende hacia abajo
hasta una elevación ligeramente más baja que la sección del cuerpo
del conectador.
La parte central del eje 77 contiene una sección
cuadrada 83. Un brazo de manivela 85 está fijado a la sección
cuadrada del brazo, de forma que rote con el eje. La longitud del
brazo de manivela es ligeramente menor que la del radio de la
abertura 86 de la camisa, de forma que el brazo pueda oscilar
libremente dentro de la abertura. Una válvula 87 está conectada al
brazo de manivela mediante una biela 88 que está fijada para
rotación en un extremo en el brazo de manivela y en el otro extremo
en una orejeta 89 que está fijada a la parte superior de la válvula.
Una pluralidad de pasadores de guía dispuestos verticalmente están
montados en la parte superior de la válvula que se extiende hacia
arriba en la abertura de la camisa para guiar la válvula cuando es
movida entre la posición abierta mostrada en la figura 4 y la
posición cerrada mostrada en la figura 5.
Un colector de aceite 93 está montado dentro de
la envuelta del evaporador inmediatamente debajo de la abertura en
el conectador para captar cualquier aceite que pudiera pasar hacia
abajo desde el compresor al evaporador. El colector también sirve
para recoger el aceite que es llevado desde el proceso de
evaporación. Cuando la válvula está en la posición abierta, como se
muestra en la figura 5, la válvula está situada justamente encima
del piso del colector. Haciendo girar el eje desde la posición
abierta a la posición cerrada, como se ve en la figura 4, se hace
que el mecanismo articulado impulse la válvula hacia arriba hasta
hacer contacto estanco contra la cara inferior de la camisa,
evitando así que el refrigerante fluya entre el evaporador y el
compresor. Mediante el mecanismo articulado se da una ligera
sobrerrotación de forma que la válvula se fije en la posición
cerrada.
Como sería evidente de la descripción anterior,
la válvula de asistencia de succión presente es un dispositivo que
ahorra espacio, que puede ser instalado como equipamiento original
en sistemas de refrigeración o ser fácilmente montados
retroactivamente en los sistemas existentes que hay en este
sector.
Claims (13)
1. Un sistema de refrigeración (10) que comprende
un compresor (17), un evaporador (12) y una válvula de asistencia
para aislar selectivamente el compresor (17) con respecto al
evaporador (12), caracterizado porque dicho evaporador
comprende una envuelta de refrigerador (12), y porque dicha válvula
de asistencia comprende un tubo de succión (72) que está montado en
la sección superior de la envuelta (12) del evaporador para conectar
el evaporador con el lado de succión del compresor (17), teniendo
dicho tubo de succión una abertura superior situada fuera de la
envuelta del evaporador y una abertura de fondo situada dentro de
dicha envuelta; un eje (77) montado rotatoriamente en dicho tubo de
succión en un lugar fuera de dicha envuelta; medios (79) para hacer
girar dicho eje (77) entre una primera posición y una segunda
posición; unos medios de válvula de cierre (87) conectados a dicho
eje (77) por medios de mecanismo articulado, de forma que dicha
válvula (87) esté situada por debajo de la abertura del fondo de
dicho tubo de succión (72) dentro de dicha envuelta (12) cuando
dicho eje (77) está situado en dicha primera posición, con lo que el
refrigerante en dicha envuelta (12) del evaporador puede moverse
libremente entre el evaporador (12) y el compresor (17), y estando
dicha válvula (87) asentada en contacto de cierre sobre la abertura
del fondo en dicho tubo de succión (72) para cerrar dicha abertura
del fondo cuando dicho eje (77) está en dicha segunda posición, por
lo que se impide que el refrigerante se mueva entre dicho evaporador
(12) y dicho compresor (17).
2. El sistema de refrigeración de la
reivindicación 1, en el que dichos medios de mecanismo articulado
incluyen un brazo de manivela (85) fijado para rotación a dicho eje
(77) dentro del tubo de succión y unos medios de articulación (88)
montados pivotantes en un extremo a dicho brazo de manivela (85) y
en el otro extremo a dichos medios de válvula (87).
3. El sistema de refrigeración de la
reivindicación 2, en el que la abertura en dicho tubo de succión
(72) es cilíndrica y el brazo de manivela (85) tiene una longitud
que es menor que el radio de dicha abertura, por lo que el brazo de
manivela (85) puede rotar libremente dentro de dicho tubo de succión
(72).
4. El sistema de refrigeración de cualquier
reivindicación precedente, en el que dicho eje (77) se extiende a
través de dicho tubo de succión (72) y el extremo extendido de dicho
eje tiene unos medios de acoplamiento (79) para conectar dicho eje a
unos medios para hacer rotar dicho eje.
5. El sistema de refrigeración de cualquier
reivindicación precedente, que adicionalmente incluye una bandeja de
aceite (93) montada dentro de dicha envuelta de evaporador (12)
debajo de dichos medios de válvula (87) para recoger el aceite que
se drena desde dicho tubo de succión (72).
6. El sistema de refrigeración de cualquier
reivindicación precedente, en el que dicho tubo de succión (72)
incluye adicionalmente unos medios de conexión (73) situados fuera
de la envuelta (12) para acoplar el tubo de succión (72) a la
entrada del compresor (12).
7. Un sistema de refrigeración que tiene un
evaporador (12) y un compresor (17) y una válvula de asistencia para
aislar el evaporador (12) del compresor (17), que está
caracterizado porque dicho evaporador (12) comprende una
envuelta (12) del evaporador, dicho compresor (17) está montado
sobre dicha envuelta (12) del evaporador, y porque dicha válvula de
asistencia comprende un tubo de succión (70) que está montado en la
sección superior de dicha envuelta (12) del evaporador, teniendo
dicho tubo de succión una abertura pasante; una camisa hueca (72)
desmontable montada dentro de dicho tubo de succión (70), que pasa
hacia abajo a la envuelta (12) del evaporador, teniendo dicha camisa
(72) medios de cojinete para soportar rotatoriamente un eje (77)
montado dentro de la camisa (72), extendiéndose hacia abajo dicho
eje (77) a través de agujeros coaxiales formados en dicha camisa
(72) y dicho tubo (70); medios (79) para hacer rotar dicho eje (77)
entre una primera posición y una segunda posición; unos medios de
válvula (87) conectados a dicho eje por medios de mecanismo
articulado, de forma que dicha válvula (87) se sitúa dentro de la
envuelta (12) del evaporador por debajo de dicha camisa (72) cuando
dicho eje (77) está en una primera posición, por lo que el
refrigerante en dicho evaporador (12) puede pasar libremente entre
dicho evaporador (12) y dicho compresor (17), y estando dicha
válvula (87) dispuesta para asentar en contacto de cierre sobre la
abertura del fondo en dicha camisa (72) cuando el eje (77) es movido
a dicha segunda posición, con lo que se evita que el refrigerante se
mueva entre el evaporador (12) y el compresor (17); y estando dichos
medios de válvula configurados de forma que son insertables en el
evaporador (12) a través de la abertura en dicho tubo de succión
(70).
8. El sistema de refrigeración de la
reivindicación 7, que tiene medios de obturación (82) entre el tubo
de succión (70) y la camisa (72) para evitar que el refrigerante se
mueva entre ellos.
9. El sistema de refrigeración de la
reivindicación 7 u 8, en el que dichos medios de mecanismo
articulado incluyen un brazo de manivela (85) fijado para rotación a
dicho eje dentro de dicha camisa (87) y unos medios de articulación
(88) conectados pivotantes en un extremo a dicha manivela (85) y en
el otro extremo a dichos medios de válvula (87).
10. El sistema de refrigeración de la
reivindicación 9, en el que dicha camisa (72) tiene forma cilíndrica
y el brazo de manivela (85) tiene una longitud que es menor que la
del radio interior de la camisa (72).
11. El sistema de refrigeración de cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 10, en el que el extremo extendido de dicho
eje (77) tiene unos medios (79) para conectar dicho eje a unos
medios para hacer rotar dicho eje.
12. El sistema de refrigeración de cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 11, que incluye además una bandeja de
aceite (93) montada dentro de dicha envuelta del evaporador por
debajo de dichos medios de válvula.
13. El sistema de refrigeración de cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 12, que incluye además un acoplamiento
embridado (74) para conectar el tubo de succión (70) con la entrada
del compresor.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/672,761 US5829265A (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Suction service valve |
US672761 | 1996-06-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2233994T3 true ES2233994T3 (es) | 2005-06-16 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES97630037T Expired - Lifetime ES2233994T3 (es) | 1996-06-28 | 1997-06-20 | Sistema de refrigeracion que incorpora una valvula de servicio de succion. |
Country Status (10)
Country | Link |
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