ES2283492T3 - Deposito de separacion de aire/aceite. - Google Patents
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Abstract
Depósito de separación de aire/aceite, constituido esencialmente por un contenedor (17), adecuado para un circuito para la producción de aire comprimido, comprendiendo dicho circuito un regulador de admisión (1), cual regulador intercepta el aire exterior y lo dirige hasta un compresor centrífugo con baño de aceite (2) accionado por un motor eléctrico (3), la mezcla fluida presurizada de aire/aceite producida por dicho compresor entra en el depósito de separación (5) a través de un conducto (4), produciéndose la separación del aceite del aire en dicho depósito de separación (5), el aire a presión pasa a través de un radiador (6) y llena un depósito de acumulación (7) que espera para ser usado, mientras que el aceite (8) que se ha depositado en el fondo del depósito de separación es recogido por un conducto (9) y pasa a través del radiador (10) para ser enviado de nuevo al interior de dicho compresor (2), estando situado el orificio de entrada de la mezcla de aire/aceite sobre la pared superior o tapa del contenedor, estando dispuesto dicho depósito de separación de tal manera que sobre el orificio de entrada de la mezcla de aire/aceite del contenedor, está aplicada una tobera que introduce tangencialmente la corriente fluida y comunica a la mezcla un movimiento sustancialmente centrífugo a lo largo de la pared del contenedor, teniendo el depósito de separación de aire/aceite, sobre la tapa, un monobloque (11) que comprende la conexión (12) de la entrada de la mezcla de aire/aceite, el grupo separador de aire (13), el grupo regulador de aceite (14), y los correspondientes filtros de aire y de aceite (15) y (16), en el cual la mezcla de aire/aceite es introducida en el interior del contenedor (17) mediante una tobera (18) que está situada sobre la tapa (19), y en el cual dicha tobera (18) tiene un orificio (20) que está formado y orientado de tal modo que la mezcla presurizada de aire/aceite que sale de dicho orificio golpea la pared opuesta (21) del contenedor de una manera sustancialmente tangencial, generando de este modo una corriente fluida que es sometida a un movimiento helicoidal y provoca la aparición de una cantidad mínima de niebla, expandiéndose dicha niebla para llenar toda la cámara anular (22) definida por dicha pared y por un conducto interno (23).
Description
Depósito de separación de aire/aceite.
La presente invención se refiere a un depósito
de separación de aire/aceite, particularmente adecuado para llevar a
cabo la separación de aire y aceite en una instalación de
distribución de aire comprimido, según la parte general de la
reivindicación 1.
Es bien sabido que en las aplicaciones
industriales, una instalación para producir aire comprimido
comprende esencialmente un compresor centrífugo con baño de aceite,
un separador o depósito de separación de aire/aceite, radiadores
para el aire y el aceite, y las necesarias válvulas de función y de
control. Más detalladamente, el depósito de separación de
aire/aceite está instalado debajo del compresor desde el cual recibe
el fluido a presión que está constituido por una mezcla de aire y
aceite, y encima de los radiadores para el aceite y el aire cuando
los dos elementos han sido separados.
En el estado actual de la técnica, el depósito
de aire/aceite está constituido esencialmente por un contenedor con
una sección cilíndrica, donde la fijación del conducto de entrada de
la mezcla se realiza sobre la pared lateral del depósito y con un
conducto coaxial en el interior, el cual desvía el fluido entrante
hacia la parte inferior del colector provisto de un filtro que tiene
la función de separar finalmente el aire del aceite.
Durante el funcionamiento, la separación del
componente de aceite del sistema se efectúa por gravedad porque las
pequeñas gotas de aceite contenidas en la corriente gaseosa generada
en el contenedor tienen una velocidad hacia arriba menor que el
aire, con lo cual se depositan en el fondo del contenedor. Por
consiguiente, el grado de separación del aire y del aceite depende
de la capacidad del aparato para minimizar la aparición de
movimientos turbulentos a fin de reducir al mínimo la formación de
neblina o niebla y permitir de este modo una mejor separación de
las partículas de líquido, es decir, de las pequeñas gotas de aceite
del componente de aire.
Esta función la realiza el colector anular
interno que funciona como una criba en la entrada de la mezcla en el
contenedor, de un modo que provoca los movimientos de remolino
necesarios para separar la porción líquida del aire.
Este método tiene por lo menos dos
inconvenientes. El primer inconveniente reside en la imposibilidad
de conseguir separar el aceite del aire de una forma óptima, con
lo cual es necesario utilizar filtros de aire/aceite de gran
tamaño.
El segundo inconveniente reside en el hecho de
que durante la separación, la temperatura de la mezcla es elevada
debido al calentamiento de las paredes del conducto coaxial interno,
de manera que se registra también una alta temperatura en el
interior del depósito separador, con lo cual se requiere el uso de
radiadores de aceite y de aire de grandes dimensiones, un hecho que
hace que el mantenimiento (sustitución de filtros y limpieza de los
radiadores) sea más difícil y que aumente el coste de cada
aparato.
Se puede citar el documento
CH-A-201383 como ejemplo del estado
de la técnica.
En el documento
EP-A-1004774, se describe un
depósito de separación de aire/aceite, en el cual la parte de
entrada de la mezcla está situada sobre la pared superior o tapa del
contenedor, y ello permite obtener un cierto grado de separación de
los dos componentes de la mezcla.
En el documento
RU-A-2168372, se describe otro
separador de aire/aceite, que tiene una parte de entrada situada
sobre la pared superior y con una tobera en la parte de entrada que
introduce tangencialmente el fluido y aplica a la mezcla un
movimiento centrífugo.
Un objetivo de la presente invención consiste en
proporcionar un depósito de separación de aire/aceite que permita
un mayor grado de separación de los dos componentes de la mezcla,
con respecto al obtenido con los dispositivos ya conocidos.
Otro objetivo de la invención consiste en
proporcionar un depósito separador que requiera el uso de filtros
separadores de aire/aceite de mínimas dimensiones.
Otro objetivo de la invención consiste en
proporcionar un depósito de separación que no requiera el uso de un
radiador para el aceite y que necesite al mismo tiempo un radiador
de reducidas dimensiones para el aire.
Otro objetivo más de la invención consiste en
proporcionar un depósito separador de construcción simple y que
necesite un mínimo mantenimiento.
Estos objetivos se consiguen con un depósito de
separación de aire/aceite en el cual el orificio de entrada de la
mezcla está situado sobre la pared superior o sobre la tapa del
contenedor, según la parte caracterizadora de la reivindicación
1.
Estas y otras características de la invención,
tanto desde el punto constructivo como de funcionamiento real,
serán más aparentes en la descripción aportada mediante ejemplos no
limitativos de posibles realizaciones, con ayuda de los dibujos
anexos en los cuales:
la Fig. 1 es un diagrama de una
instalación para la producción de aire comprimido mediante un
compresor centrífugo con baño de aceite que incluye el
depósito de separación de la invención;
la Fig. 2 es una vista en alzado
frontal en sección transversal de una primera realización del
depósito de separación de la invención;
la Fig. 3 es una vista en alzado
frontal en sección transversal de una segunda realización del
depósito de separación de la invención; y
la Fig. 4 es una vista en alzado
frontal en sección transversal de una tercera realización del
depósito de separación de la invención.
La Fig. 1 muestra que la instalación para la
producción de aire comprimido está compuesta por un regulador de
admisión (1), que intercepta el aire externo y lo conduce hasta el
compresor centrífugo con baño de aceite (2), siendo accionado el
compresor por un motor eléctrico (3).
La mezcla de aire/aceite presurizada producida
por el compresor, entra a través del conducto (4) al interior del
depósito de separación (5) donde se produce la separación del aceite
del aire. El aire presurizado pasa luego a través de un radiador
(6) y llena un depósito de acumulación (7) que espera para ser
utilizado, mientras que el aceite (8) depositado en el fondo del
depósito de separación es recogido por el conducto (9) y pasa a
través de un radiador (10) para circular de nuevo en el compresor
(2).
El depósito de separación (5) es del tipo que
comprende sobre la tapa una conexión (12) de admisión de la mezcla
aire/aceite, el grupo separador (13) de aire/aceite, y el grupo
regulador (14) de aceite, así como los correspondientes filtros de
aire (15) y filtro de aceite (16).
La Fig. 2 muestra que la primera característica
novedosa de la invención está constituida por el hecho de que la
mezcla de aire/aceite se introduce en el interior del contenedor
(17) mediante una tobera (18) que está aplicada sobre la tapa (19),
en lugar de a través de una abertura formada sobre la pared lateral
del contenedor como ocurre en los separadores comunes. Gracias a
esta solución constructiva y a la formación sobre la tobera (18) de
un orificio (20), adecuadamente formado y orientado, la mezcla de
aire/aceite a presión que sale del orificio (20) golpea de un modo
sustancialmente tangencial la pared opuesta (21) del contenedor,
generando de este modo una corriente fluida con un movimiento
helicoidal que se expande a lo largo de la pared del depósito. La
cantidad mínima de niebla que se forma dentro de la cámara anular
(22) se deposita a lo largo de las paredes del conducto interno
(23). La segunda característica de novedad de la invención es el
perfil de dicho conducto interno (23). De hecho, tal como se ve en
la Fig. 2, este conducto (23), además de tener una forma
ligeramente troncocónica (24), lo cual facilita el envío del aire
separado hacia la salida, está provisto en su parte inferior de una
base (25) para separar la cámara anular (22), donde está situada la
mezcla de aire/aceite, de la cámara inferior colectora de aceite
(26), estando conectadas entre sí dichas cámaras colectoras
únicamente a través de una abertura laminar (27).
Esta solución constructiva permite tener una
cámara anular (22) de grandes dimensiones, de modo que la niebla
gaseosa se expande sustancialmente y por consiguiente facilita la
separación de las pequeñas gotas de aceite, cuales gotas de aceite
se depositan a lo largo de las paredes del contenedor y del
conducto, luego son enviadas a lo largo de las paredes del
contenedor y del conducto a la cámara inferior colectora de aceite a
través de una abertura (27).
Las pruebas realizadas en el laboratorio y en
las instalaciones han demostrado que con el depósito de separación
de la invención es posible obtener una óptima separación de aire y
de aceite, con lo cual es posible utilizar filtros de aire (15) de
mínimas dimensiones, únicamente a modo de prevención.
Las mismas pruebas realizadas en el laboratorio
y en las instalaciones han demostrado que la temperatura de la
mezcla de aire/aceite en el interior del contenedor, debido al
movimiento centrífugo a lo largo de las paredes del depósito, que
tienen la función de propagar el calor hacia el exterior, no alcanza
valores elevados, con lo cual es posible eliminar el radiador de
aceite (10) insertado en la instalación, colocando un simple
ventilador en la base del depósito.
De modo constructivo, tal como muestra la Fig.
3, la invención dispone que el depósito de separación descrito
anteriormente esté posicionado en el interior de una cámara (30)
provista en la base de un ventilador (31). Dicha cámara está
provista lateralmente de aletas (32) que envían el flujo de aire
contra la pared externa del contenedor (17), eliminando de este modo
el calor producido por la mezcla de aire/aceite situada en el
interior del contenedor.
Finalmente, la invención permite que en el caso
de depósitos de separación de pequeñas dimensiones insertados en
instalaciones con una carga máxima de 800 litros por minuto de aire
comprimido, la cámara de expansión de la mezcla de aire/aceite esté
formada sobre el cuerpo de la tapa mientras que el contenedor está
atornillado sobre la tapa.
De manera constructiva, tal como muestra la Fig.
4, el depósito de separación de pequeñas dimensiones de la invención
permite que sobre el cuerpo (40) del monobloque esté formada la
cámara de expansión anular (41) de la mezcla de aire/aceite,
definida por el mismo cuerpo y por la brida superior (42) del
contenedor (43) que está atornillado sobre el conducto interno (44)
para la evacuación del aire separado, cual conducto (44) forma parte
de dicho cuerpo (40).
Unos orificios (45) ponen en comunicación la
cámara anular (41), en la cual el movimiento centrífugo de la
corriente fluida provoca una primera separación de la mezcla de
aire/aceite, con la cámara inferior (46), en la cual la separación
está terminada por coalescencia mediante el uso de la pared (47) que
tiene orificios a través de los cuales las pequeñas gotas de aceite
son finalmente separadas del aire.
Claims (10)
1. Depósito de separación de
aire/aceite, constituido esencialmente por un contenedor (17),
adecuado para un circuito para la producción de aire comprimido,
comprendiendo dicho circuito un regulador de admisión (1), cual
regulador intercepta el aire exterior y lo dirige hasta un compresor
centrífugo con baño de aceite (2) accionado por un motor eléctrico
(3), la mezcla fluida presurizada de aire/aceite producida por dicho
compresor entra en el depósito de separación (5) a través de un
conducto (4), produciéndose la separación del aceite del aire en
dicho depósito de separación (5), el aire a presión pasa a través de
un radiador (6) y llena un depósito de acumulación (7) que espera
para ser usado, mientras que el aceite (8) que se ha depositado en
el fondo del depósito de separación es recogido por un conducto (9)
y pasa a través del radiador (10) para ser enviado de nuevo al
interior de dicho compresor (2), estando situado el orificio de
entrada de la mezcla de aire/aceite sobre la pared superior o tapa
del contenedor, estando dispuesto dicho depósito de separación de
tal manera que sobre el orificio de entrada de la mezcla de
aire/aceite del contenedor, está aplicada una tobera que introduce
tangencialmente la corriente fluida y comunica a la mezcla un
movimiento sustancialmente centrífugo a lo largo de la pared del
contenedor, teniendo el depósito de separación de aire/aceite, sobre
la tapa, un monobloque (11) que comprende la conexión (12) de la
entrada de la mezcla de aire/aceite, el grupo separador de aire
(13), el grupo regulador de aceite (14), y los correspondientes
filtros de aire y de aceite (15) y (16), en el cual la mezcla de
aire/aceite es introducida en el interior del contenedor (17)
mediante una tobera (18) que está situada sobre la tapa (19), y en
el cual dicha tobera (18) tiene un orificio (20) que está formado y
orientado de tal modo que la mezcla presurizada de aire/aceite que
sale de dicho orificio golpea la pared opuesta (21) del contenedor
de una manera sustancialmente tangencial, generando de este modo
una corriente fluida que es sometida a un movimiento helicoidal y
provoca la aparición de una cantidad mínima de niebla,
expandiéndose dicha niebla para llenar toda la cámara anular (22)
definida por dicha pared y por un conducto interno (23).
2. Depósito de separación de aire/aceite
según la reivindicación 1, caracterizado porque el conducto
interno para la evacuación del aire separado está conformado de
manera que permite a la niebla gaseosa engancharse a lo largo de la
pared externa de dicho conducto y fluir hacia el fondo del
depósito.
3. Depósito de separación de aire/aceite
según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dicho
conducto interno (23) está provisto, en la parte inferior, de una
base (25), de tal manera que la cámara anular (22), en la cual se
encuentra la mezcla de aire/aceite, está separada de la cámara
inferior colectora de aceite (26), teniendo dicho conducto una
forma ligeramente troncocónica (24), lo cual facilita el envío del
aire que ha sido separado hacia la salida.
4. Depósito de separación de aire/aceite
según la reivindicación 3, caracterizado porque dichas dos
cámaras (22 y 26) comunican entre sí únicamente a través de una
abertura laminar (27).
5. Depósito de separación de aire/aceite
según la reivindicación 1, caracterizado porque la anchura
de la cámara anular (22) está diseñada para que la niebla gaseosa se
expanda esencialmente, de manera que la separación de las pequeñas
gotas de aceite es más fácil, cuales gotas de aceite se depositan,
debido a su movimiento de remolino, a lo largo de las paredes del
contenedor y del conducto, para ser enviadas luego al interior de la
cámara inferior colectora de aceite.
6. Depósito de separación de aire/aceite
según una o varias de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el depósito de separación está
posicionado en el interior de una cámara (30) y porque en la base,
en el interior de la cámara (30), se encuentra un ventilador
(31).
7. Depósito de separación de aire/aceite
según la reivindicación 6, caracterizado porque la cámara
(30) está provista lateralmente de aletas (32) que envían el flujo
de aire contra la pared externa del contenedor (17), eliminando de
este modo el calor producido por la mezcla de aire/aceite situada en
el interior del contenedor.
8. Depósito de separación de aire/aceite
según la reivindicación 1, caracterizado porque sobre el
cuerpo (40) del monobloque (11), está formada una cámara de
expansión anular (41) de la mezcla de aire/aceite, definida por el
mismo cuerpo y por la brida superior (42) del contenedor (43).
9. Depósito de separación de aire/aceite
según la reivindicación 8, caracterizado porque el contenedor
(43) está atornillado sobre el conducto interno (44) para la
evacuación del aire separado, cual conducto (44) forma parte de
dicho cuerpo (41) del monobloque de la tapa.
10. Depósito de separación de aire/aceite
según las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado porque unos
orificios (45) ponen en comunicación la cámara anular (41), en la
cual el movimiento centrífugo de la corriente fluida provoca una
primera separación de la mezcla de aire/aceite, con la cámara
inferior (46), en la cual la separación está terminada por
coalescencia mediante el uso de la pared (47) que tiene orificios a
través de los cuales las pequeñas gotas de aceite son finalmente
separadas del aire.
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