ES2324887T3 - Compresor de canal lateral. - Google Patents

Abstract

El compresor de canal lateral con un impulsor (12) que está dispuesto en una caja y que se apoya de modo que pueda girar alrededor de un eje de rotación axial (4), comprendiendo dicho impulsor una pluralidad de paletas (20) impulsadas que están dispuestas en un área de trabajo (2) que está formada por la caja, en el que el área de trabajo (2) comprende un recorte y la caja comprende un elemento básico de caja (6), una cubierta (8) y una inserción (10) para formar un recorte, caracterizado porque la inserción (10) comprende una elasticidad que actúa en dirección radial (14), de modo que queda fijado contra la cubierta (8) y/o el elemento básico de caja (6).

Description

Compresor de canal lateral.

La invención se refiere a un compresor de canal lateral.

Con un compresor de canal lateral o un compresor de anillo de gas, el gas que va a comprimirse se pone en movimiento de forma helicoidal en al menos un canal lateral de tipo anular, utilizando un impulsor de rotación accionado por un agregado de transmisión, y se comprime mediante una entrada en una junta de presión. El gas, que se succiona en la entrada es transportado gracias al impulsor que está rotando en el canal lateral, se pone en movimiento de forma helicoidal en dirección circunferencial y después de aproximadamente 360º, vuelve a ser expulsado a través de las juntas de presión. El compresor de canal lateral puede utilizarse tanto como compresor como bomba de vacío. El compresor de canal lateral es muy robusto, gracias a su sencillo principio de compresión, y se utiliza preferiblemente para aplicaciones que requieren flujos de de gas de gran volumen. Las ventajas concretas del compresor del canal lateral son que no requiere mantenimiento, tiene compresión sin aceite, bajos niveles de ruido y un ciclo de vida muy largo.

El grado de efectividad del compresor de canal lateral depende crucialmente, entre otras cosas, de la geometría seleccionada para el canal lateral, así como de una guía de flujo definida que esté tan libre de turbulencias como sea posible. Con respecto a un flujo adecuado en el canal lateral, la calidad de la superficie de las secciones de la pared del canal lateral tiene una importancia significativa. Una alta calidad de la superficie con una compleja geometría de canal lateral frecuentemente solo puede lograrse empleando procedimientos especiales de tratamiento posterior o complejas etapa de fabricación, que derivan en altos costes de fabricación.

Los compresores de canal lateral son conocidos por los documentos US 6,425,733 B1, US 5,680,700 A, JP 2003/155992 A, US 5,257,916 A, JP 59 141 795 A, JP 11 270 487 A, JP 58 002 495 A y JP 02 099 794 A.

El objeto de la invención es permitir una geometría de canal lateral compleja con una alta calidad de superficie con bajos costes de fabricación.

El objeto se logra de acuerdo con la invención mediante un compresor de canal lateral con las características descritas en la reivindicación 1. El compresor de canal lateral comprende un impulsor que está dispuesto en una caja y que se apoya de tal modo que gira alrededor de un eje de rotación axial, comprendiendo dicho impulsor una pluralidad de paletas de impulsor que están dispuestas en un área de trabajo, el canal lateral, que está formada por la caja. El área de trabajo comprende una geometría compleja y, cuando se visualiza en la dirección axial, se forma un recorte. La caja comprende un elemento básico de caja, una cubierta frontal y al menos una inserción para formar el recorte.

Las geometrías de recortes solo pueden fabricarse normalmente, en términos de tecnología de fabricación, a un coste muy alto. La razón de esto es que cuando se emplea el proceso de fundición a presión con moldes de vaciado reutilizables, no es posible formar recortes debido al procedimiento de deformación necesario. Los recortes de este tipo deben incorporarse empleando costosas etapas de tratamiento posterior, como procedimientos de mecanización, por ejemplo.

El diseño especial del compresor de canal lateral con la inserción logra la ventaja particular de que se forma un recorte solo por la inserción, de modo que las partes restantes de la caja pueden fabricarse de manera simple y rentable. En general, esto permite un compresor de canal lateral con un alto grado de efectividad y un bajo coste de fabricación.

En este caso, es apropiado que al menos el elemento básico de caja y la cubierta sean piezas de fundición que puedan fabricarse de manera rentable y en grandes cantidades debido al procedimiento de fundición. También está disponible la opción de formar la inserción como una pieza de fundición. Alternativamente, esto puede ser una pieza en forma de lámina, o una pieza de plástico moldeada por inyección.

Con respecto al diseño más sencillo posible para la inserción, ésta se forma como un anillo de inserción que circula al menos en un amplio alcance. El anillo de inserción está dispuesto en la presente invención de modo que circula alrededor del eje de rotación axial. En el presente documento, "circular al menos en un amplio alcance" se entiende en particular como que el anillo de inserción traza círculos alrededor de un rango de ángulo de aproximadamente 330º, por ejemplo, y que solo está interrumpido en la sección entre una junta de presión y una entrada, y un interruptor en el compresor de canal lateral, que está dispuesto entre ambas. En la sección entre la entrada de succión y la salida de presión, también se interrumpe el canal lateral.

De acuerdo con un desarrollo posterior apropiado, el anillo de inserción está formado como un aro de retención, y de este modo comprende una fuerza de resorte o elasticidad que actúa en la dirección radial, de modo que está sujeto automáticamente sin más medios de fijación, en dirección radial contra la cubierta y/o el elemento básico de caja. Esta medida también asegura una posición radial definida del anillo de inserción.

Con el fin de garantizar también una posición definida del anillo de inserción durante la operación, la inserción se une apropiadamente al elemento básico de caja y/o la cubierta. La fijación se completa en el presente documento, por ejemplo, mediante soldadura, mediante pasadores de fijación o tornillos de fijación. La fijación se completa también, o alternativamente, mediante un mecanismo de pestillo o una conexión a presión con el elemento básico de caja y/o la cubierta. También está disponible la opción de fijar la inserción mediante colocación a presión. Como resultado de la fijación, la posición de la inserción se define tanto en la dirección radial como en la axial de forma fiable e inmóvil.

Como alternativa o suplemento de la finalidad del montaje, se facilita de acuerdo con una realización adicional apropiada que la inserción esté fijada en particular entre el elemento básico de caja y la cubierta utilizando un elemento de resorte que actúa en la dirección axial. En el presente documento, el elemento de resorte es concretamente una banda de metal o un anillo de caucho. Por lo tanto, preferiblemente también está formado como un elemento sellante que circula al menos en un amplio alcance y que tiene forma aproximada de anillo.

El elemento básico de caja y la cubierta están normalmente separados por un nivel de separación que está orientado verticalmente con respecto al eje rotacional axial. Resulta apropiado que la inserción esté dispuesta en uno solo de los laterales del nivel de separación, es decir, en el lateral del elemento básico de caja o en la cubierta, de modo que solo tenga que formarse una de estas dos partes para retener la inserción.

Con respecto a un montaje sencillo, y al mismo tiempo, una localización de posición precisa de la posición axial, se ha facilitado adecuadamente que un lateral delimitador de la inserción se encuentre en el nivel de separación en su posición ensamblada final, y que por tanto con este lateral delimitador en la segunda parte, preferiblemente en la cubierta, se apoye o presione contra la tapa mediante el elemento de resorte.

De preferencia, la inserción comprende, cuando se visualiza en sección transversal, un lateral base y en el lateral del área de trabajo, una nervadura que se extiende en la dirección radial, con dos flancos laterales, cada uno de los cuales forma una sección de pared parcial del área de trabajo. Con el fin de permitir la guía de flujo más uniforme y libre de turbulencias posible en el canal lateral, los flancos de la nervadura se alinean en cada caso con las secciones parciales adyacentes de pared del área de trabajo, que se forman a partir del elemento básico de caja o desde la cubierta. De este modo, los flancos de la nervadura se mueven fácilmente y sin bordes y por tanto, de manera homogénea en el elemento básico de caja o en la cubierta. Por lo tanto, la inserción comprende, en ambos laterales de la nervadura, dos secciones de superficie del área de trabajo. En general, por lo tanto, debido a la inserción, es posible crear de forma sencilla un canal lateral de compartimento de doble flujo con dos compartimentos de flujo separados que estén separados mediante la inserción al menos en secciones. Debido a la inserción, los dos compartimentos de flujo están por lo tanto separados espacialmente uno del otro entre sus secciones finales radiales, de modo que, en cada compartimento de flujo respectivo, se forme un flujo limitado y un flujo definido durante la operación, que tiene un efecto positivo en el grado general de efectividad.

En el presente documento, se facilita de manera apropiada que cada uno de los dos compartimientos de flujo comprenda una geometría de sección transversal elíptica. Con respecto a una guía de flujo adecuada, se crea un límite en un amplio alcance entre los dos compartimentos de flujo, es decir, su geometría de sección transversal se forma completa o casi completamente, con la excepción de espacios necesarios o seleccionados conscientemente, por una caja triseccional y por un anillo de soporte para el impulsor.

La presente invención se describirá a continuación en mayor detalle mediante realizaciones ejemplares que se explican con referencia al dibujo. En los dibujos, que son parcialmente esquemáticos:

La figura 1 muestra una sección de una vista transversal de un compresor de canal lateral de compartimento de doble flujo en el área del canal lateral del compartimento de doble flujo, orientado hacia la dirección de rotación del impulsor.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de una inserción que se forma como un anillo de inserción.

La figura 3 muestra una vista de despiece del impulsor, el anillo de inserción y el elemento básico de caja, en la que estos tres componentes se muestran cada uno cortado por la mitad, y

La figura 4 muestra una sección, muy simplificada, de una vista transversal de un compresor de canal lateral en el área de una inserción que está fijada axialmente mediante un elemento de resorte.

En las figuras, las mismas piezas o las piezas que tienen la misma función, se han etiquetado con los mismos números de referencia.

El compresor de canal lateral, una sección del cual se muestra en la figura 1, comprende un canal lateral de compartimento de doble flujo 2 que forma un área de trabajo, con dos compartimentos de flujo 2A, 2B con una sección transversal elíptica, que están dispuestos de manera adyacente uno con respecto al otro en dirección axial 4. El compresor de canal lateral comprende una caja multipiezas que comprende un elemento básico de caja 6, una cubierta 8 y una inserción 10 que está formada como un anillo de inserción. La inserción 10 comprende un lateral trasero 10A y en el lateral del área de trabajo, una nervadura 10B con dos flancos laterales que se extiende en el área de trabajo. La nervadura 10B separa los dos compartimentos de flujo 2A, 2B entre sí en la sección parcial radialmente exterior del canal lateral 2 y crea un límite entre ellos. Cada uno de los dos flancos forma una sección parcial de pared interior de cada compartimento de flujo 2A, 2B. El diseño de la inserción 10 como un anillo de inserción casi cerrado puede verse de manera particularmente clara en la vista de perspectiva de la figura 2.

En el alojamiento, un impulsor 12 está apoyado de modo que gira alrededor de un eje rotacional que se extiende en la dirección axial 4. El impulsor 12 está accionado por un eje accionador y un motor accionador que no se muestran con gran detalle en la presente invención. El impulsor 12 se extiende en dirección radial 14 y comprende un cubo impulsor 16, al que se une el anillo de apoyo 18, en el que están dispuestos una pluralidad de paletas del impulsor 20 en dirección circunferencial o dirección rotacional del impulsor 12. El anillo de apoyo 18 sobresale con su lateral inferior en dirección axial 4 más allá del cubo del impulsor 16 en ambos lados. Comprende una nervadura de separación 22 que se extiende en dirección radial 14, que separa los dos compartimentos de flujo 2A, 2B uno del otro y crea un límite entre ellos. Entre la caja y el impulsor 12, existe un espacio, que se sella mediante una disposición de sellado 24. Esto se fija con tornillos 26 en la dirección axial 4.

El área transversal elíptica de los dos compartimentos de flujo 2A, 2B está limitada en general, y está formada por secciones parciales de pared interna de las tres piezas de la caja 6, 8, 10, junto con la nervadura de separación 22. Las secciones parciales de pared interna forman, de este modo, superficies curvadas, con el fin de producir el contorno transversal elíptico. Las curvaturas de las secciones parciales de pared interior en la presente invención se seleccionan y adaptan unas a otras de tal manera que las secciones de pared se mueven de unas a otras de la forma más homogénea y suave posible. Las secciones de pared individuales están por lo tanto dispuestas esencialmente de modo que estén alineadas unas con otras.

La nervadura de separación 22 se extiende en dirección radial 14 aproximadamente a ¾ de la altura del canal lateral.

En la dirección radial 14, la nervadura de separación 22 se extiende por la nervadura 10B, dejando un espacio libre. En el presente documento, el ancho del espacio es de un dimensión suficientemente grande como para evitar la acumulación de polvo o pelusa en esta área.

En la realización ejemplar de acuerdo con la figura 1, la inserción 10 se inserta en una entrada 30 en el elemento básico de caja 6. Su frente izquierdo o lateral delimitador 10C se encuentra en un nivel de separación 32 entre el elemento básico de caja 6 y la cubierta 8. En la realización ejemplar mostrada en la figura 1, la inserción 10 se presiona sobre la cubierta 8 contra el límite de la entrada 30, de modo que la inserción 10 se fija de forma general entre las dos piezas de la caja 6, 8 sin dispositivos auxiliares adicionales. Esta unión por fijación evita de forma segura que la inserción se mueva en dirección axial 4. Al mismo tiempo, la inserción 10 se forma como un tipo de aro de retención, como puede verse de manera particularmente clara en la figura 2, que comprende una fuerza de resorte o fuerza elástica que actúa en dirección radial 14, de modo que a través de esta fuerza de resorte, el lateral trasero 10A se presiona contra la disposición correspondiente en el elemento básico de caja 6. Como resultado, la posición de la inserción 10 también se fija en la dirección radial 14. Para una unión de fijación en la dirección axial, existe la opción de dejar un pequeño espacio en el estado ensamblado final entre la cubierta 8 y el elemento básico de caja 6 en el área del lateral delimitador 10C, garantizando así que la cubierta 8 fija la inserción 10 con fuerza de fijación suficiente. La cubierta 8 suele estar unida al elemento básico de caja mediante tornillos. En la realización ejemplar de la figura 1, la inserción 10 se retiene únicamente por fijación tanto en la dirección radial 14 como en la dirección axial 4. Adicionalmente o como alternativa, la inserción 10 está unida por soldadura, tornillos, o similar.

Con el fin de fabricar el compresor de canal lateral, las piezas individuales se fabrican como piezas separadas. Las piezas esenciales son el elemento básico de caja 6, la cubierta 8, la inserción 10 y el impulsor 12, que - a excepción de la cubierta 8 - se muestran en la figura 3. Ya que para obtener el máximo grado de efectividad posible, la precisión de las dimensiones de las piezas individuales, junto con una alta calidad de superficie del canal lateral 2, tienen una importancia significativa, las piezas se forman en un procedimiento de fundición como piezas de metal fundido. Este procedimiento hace posible fabricar grandes cantidades de piezas a bajo coste. Al mismo tiempo, se obtiene una alta calidad de superficie mediante el procedimiento de fabricación, sin requerir costosas etapas de procesamiento posterior. Además, es posible obtener una precisión muy elevada de las dimensiones con el procedimiento de fundición. La inserción 10 puede fabricarse también utilizando procedimientos de fabricación alternativos, o a partir de materiales alternativos.

Para montar el compresor del canal lateral, la inserción 10 se inserta en primer lugar en la dirección axial 4 en el elemento básico de caja 6 en la entrada preespecificada. La inserción circula completamente alrededor del canal lateral 2 y sólo es interrumpida por un interruptor 34 mostrado en la figura 3, que está dispuesto entre una entrada de succión y una salida de presión no mostradas en mayor detalle en el presente documento. Antes de que la cubierta 8 se atornille entonces en el elemento básico de caja 6, el impulsor 12 se coloca en el eje accionador que no se muestra en mayor detalle en el presente documento.

En la realización alternativa de acuerdo con la figura 4, se proporciona un elemento de resorte 36 para posicionar y fijar la inserción 10 en la dirección axial 4, que se sostiene él mismo por una parte en el elemento básico de caja 6 y en un lateral delimitador derecho 10D de la inserción 10, y que presiona la inserción contra la cubierta 8. El elemento de resorte 36 está formado en la presente invención preferiblemente como un anillo de resorte circulante, como una banda de metal o anillo de caucho, y al mismo tiempo, realiza una función sellante.

En las realizaciones ejemplares mostradas en las figuras, el lateral delimitador izquierdo 10C de la inserción 10 se alinea en cada caso con el nivel de separación 32. Como alternativa a esto, también es posible que la inserción salve el nivel de separación 32, y que ambas piezas de la caja 6, 8 comprendan una entrada 30 para retener la inserción 10.

Claims (12)

1. El compresor de canal lateral con un impulsor (12) que está dispuesto en una caja y que se apoya de modo que pueda girar alrededor de un eje de rotación axial (4), comprendiendo dicho impulsor una pluralidad de paletas (20) impulsadas que están dispuestas en un área de trabajo (2) que está formada por la caja, en el que el área de trabajo (2) comprende un recorte y la caja comprende un elemento básico de caja (6), una cubierta (8) y una inserción (10) para formar un recorte, caracterizado porque la inserción (10) comprende una elasticidad que actúa en dirección radial (14), de modo que queda fijado contra la cubierta (8) y/o el elemento básico de caja (6).

2. Un compresor de canal lateral de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos el elemento básico de caja (6) y la cubierta (8) son piezas fundidas a presión.

3. Un compresor de canal lateral de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la inserción (10) está formada como un anillo de inserción que circula al menos en una gran parte.

4. Un compresor de canal lateral de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el anillo de inserción toma la forma de un aro de retención.

5. Un compresor de canal lateral de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la inserción (10) está unida al elemento básico de caja (6) y/o a la cubierta (8).

6. El compresor de canal lateral de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la inserción (10) se fija utilizando un elemento de resorte (36).

7. El compresor de canal lateral de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el elemento de resorte (36) está formado al mismo tiempo como un elemento sellante circulante.

8. Un compresor de canal lateral de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento básico de caja (6) y la cubierta (8) están separados a lo largo de un nivel de separación (32) que está orientado verticalmente respecto del eje rotacional axial (4), y la inserción (10) está dispuesta solamente en un lateral del nivel de separación (32).

9. Un compresor de canal lateral de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el lateral delimitador (10C) de la inserción (10) se encuentra en el nivel de separación (32).

10. Un compresor de canal lateral, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la inserción (10) comprende, cuando se visualiza en sección transversal, un lateral trasero (10A) y en el lateral del área de trabajo, una nervadura (10B) que se extiende en la dirección radial, con dos flancos laterales, cada uno de los cuales forma una sección de pared parcial del área de trabajo (2).

11. Un compresor de canal lateral de acuerdo con la reivindicación 10, en el que los flancos de la nervadura (10B) se alinean en cada caso con una sección de pared parcial adyacente del área de trabajo (2) que se forma a partir del elemento básico de caja (6) y/o de la cubierta (8).

12. Un compresor de canal lateral de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el área de trabajo (2) se forma como un canal lateral de compartimento de doble flujo con dos compartimentos de flujo (2A, 2B), y los compartimentos de flujo (2A, 2B) comprenden una geometría transversal elíptica, que se forma en particular casi completamente por la caja y por el anillo de soporte (18) del impulsor (12).