ES2368406A1 - Oxygen compressor - Google Patents

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Abstract

The invention relates to an oxygen compressor including two compression stages formed by respective cylinders (1 and 2), by means of which a progressive compression of a supply (6) of oxygen to be compressed is carried out, wherein respective coolers (4 and 5) are arranged on the outside of the respective cylinders (1 and 2) in relation to the aforementioned compression stages, while said cylinders (1 and 2) are activated with respect to controlling the supply (6) of the oxygen to be compressed.

Description

Compresor de oxígeno.Oxygen compressor

Sector de la técnicaTechnical sector

La presente invención está relacionada con el envasado de oxígeno, en botellas o recipientes contenedores semejantes, proponiendo un compresor que permite realizar la compresión del oxígeno, para el envasado de una manera ventajosa.The present invention is related to the oxygen packaging, in bottles or container containers similar, proposing a compressor that allows the oxygen compression, for one way packaging advantageous

Estado de la técnicaState of the art

Es conocido el envasado de oxígeno y otros gases de manera comprimida en botellas metálicas o recipientes semejantes, para el consumo en las aplicaciones que se requiera, realizándose dicho envasado a partir de un suministro desde una máquina de producción o desde un depósito cisterna.The packaging of oxygen and other gases is known compressed in metal bottles or similar containers, for the consumption in the applications that are required, being carried out said packaging from a supply from a machine of production or from a tank tank.

Para el envasado en esos recipientes de consumo, el gas de aplicación se introduce en los mismos comprimido, utilizándose para ello un equipo compresor formado por unos cilindros accionados por un motorreductor de giro o por un cilindro hidráulico o neumático en movimiento lineal, comprendiendo generalmente dos etapas de compresión que realizan una compresión progresiva, de manera que la primera etapa comprime hasta una cierta presión y la segunda etapa completa la compresión hasta la presión de envasado.For packaging in those consumer containers, the application gas is introduced into the same tablet, using a compressor equipment consisting of some cylinders actuated by a gearmotor or by a cylinder hydraulic or pneumatic in linear motion, comprising generally two stages of compression that perform a compression progressive, so that the first stage compresses to a certain pressure and the second stage completes the compression until the pressure of packaging.

Dichos equipos de compresión de gases presentan, sin embargo, los inconvenientes siguientes:Such gas compression equipment presents, however, the following inconveniences:

- Los cilindros de compresión generan en su funcionamiento electricidad estática y electroerosión, de lo cual se deriva un peligro de explosiones y genera rotura prematura por envejecimiento de los materiales, debido a la combustibilidad del oxígeno.- Compression cylinders generate in their static electricity and EDM operation, of which derives a danger of explosions and generates premature breakage by aging of the materials, due to the combustibility of the oxygen.

- La compresión se realiza de una manera constante, pudiendo haber desfases entre la compresión y el suministro de la alimentación del gas, cuando esta alimentación varía.- Compression is done in a way constant, there may be gaps between compression and gas power supply, when this power it varies.

- Los cilindros de compresión requieren una refrigeración para evitar sobrecalentamientos peligrosos, incluyéndose un sistema de refrigeración en las culatas y camisas de los propios cilindros, lo cual plantea dificultades importantes para el mantenimiento, ya que para cualquier operación en el sistema de refrigeración se requiere el desmontaje de los cilindros de compresión correspondientes.- Compression cylinders require a cooling to avoid dangerous overheating, including a cooling system in the cylinder heads and sleeves of the cylinders themselves, which poses significant difficulties for maintenance, since for any operation in the system cooling is required disassembly of the cylinders of corresponding compression.

- En la compresión se producen turbulencias del gas, lo cual da lugar a alteraciones de los aparatos electrónicos de medida que van dispuestos en el equipo, resultando las medidas que se obtienen desvirtuadas.- In compression, turbulence of the gas, which results in alterations of the electronic devices of as they are arranged in the equipment, resulting in the measures that they get distorted.

Objeto de la invenciónObject of the invention

De acuerdo con la invención se propone un compresor que permite realizar en unas condiciones ventajosas la compresión de oxígeno para ser envasado, solucionando los inconvenientes de los aparatos convencionales de dicha función.According to the invention, a compressor that allows to perform in advantageous conditions the oxygen compression to be packaged, solving the drawbacks of conventional devices of said function.

Este compresor objeto de la invención consta de manera convencional de dos etapas de compresión conectadas en serie, comprendiendo cada una de dichas etapas un cilindro de compresión y un enfriador, con un motor rotativo o lineal de accionamiento que actúa el movimiento de los pistones de ambos cilindros, de forma que el oxígeno que se suministra para ser comprimido pasa por la primera etapa de compresión, en donde se produce una precompresión y un enfriamiento, y luego pasa por la segunda etapa de compresión, en donde se produce una compresión más
intensa y otro enfriamiento.
This compressor object of the invention consists in a conventional manner of two compression stages connected in series, each of said stages comprising a compression cylinder and a cooler, with a rotary or linear drive motor that acts on the movement of the pistons of both cylinders, so that the oxygen that is supplied to be compressed passes through the first compression stage, where precompression and cooling occurs, and then goes through the second compression stage, where more compression occurs
Intense and other cooling.

En ese conjunto funcional, según la invención, los cilindros de las etapas de compresión se disponen conectados eléctricamente a tierra, con lo cual la electricidad estática y electroerosión que genera el funcionamiento por rozamiento de dichos cilindros de compresión se descarga sin que quede acumulada, evitándose así el peligro de explosiones y roturas de ejes y vástagos.In that functional set, according to the invention, the cylinders of the compression stages are connected electrically grounded, thereby static electricity and EDM that generates the friction operation of said Compression cylinders are discharged without accumulation, thus avoiding the danger of explosions and shaft breakage and stems

Según una realización, el accionamiento de los cilindros de compresión se establece mediante un motorreductor, en relación con el cual se dispone un variador de frecuencia, el cual en combinación con un sensor de presión ajusta el funcionamiento de la compresión de acuerdo con el suministro del oxígeno en cada instante, evitando así desfases entre la alimentación del oxígeno y la compresión. No obstante, mediante un grupo hidráulico y un cilindro de accionamiento con movimiento lineal colocado en el centro de los dos cilindros de compresión, el equipo puede funcionar del mismo modo.According to one embodiment, the actuation of the Compression cylinders are set using a gearmotor, in relationship with which a frequency converter is available, which in combination with a pressure sensor adjusts the operation of compression according to the oxygen supply in each instant, thus avoiding mismatches between oxygen feeding and compression However, by means of a hydraulic group and a drive cylinder with linear movement placed in the center of the two compression cylinders, the equipment can work in the same way.

En los pistones de los cilindros de compresión se disponen además unos segmentos guías anulares de rozamiento sobre la pared interna de los cilindros, con lo cual se evitan las turbulencias del oxígeno que se comprime, de manera que las medidas que proporcionan los aparatos electrónicos son más exactas, lográndose un funcionamiento del compresor más eficiente.In the pistons of the compression cylinders annular friction guide segments are also arranged on the inner wall of the cylinders, thereby avoiding turbulence of the oxygen that is compressed, so that the measurements that provide electronic devices are more accurate, achieving a more efficient operation of the compressor.

Y en las etapas de compresión, las culatas de los pistones de los cilindros van provistas con un circuito de líquido refrigerante y doble camisa, de forma que el oxígeno sale a baja temperatura y se alarga la vida útil del compresor, resultando además más sencillas las operaciones de mantenimiento en dichos enfriadores y en los cilindros.And in the compression stages, the cylinder heads the pistons of the cylinders are provided with a circuit of coolant and double jacket, so that the oxygen goes out to low temperature and lengthens the life of the compressor, resulting also easier maintenance operations in these coolers and in the cylinders.

Por todo ello, dicho compresor objeto de la invención resulta de unas características muy ventajosas para la función a la que está destinado, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de los compresores convencionales de la misma aplicación.Therefore, said compressor object of the invention results from very advantageous features for the function to which it is intended, acquiring its own life and character preferred with respect to conventional compressors thereof application.

Descripción de las figurasDescription of the figures

La figura 1 muestra un esquema del conjunto funcional del compresor objeto de la invención, con accionamiento de los cilindros de compresión mediante un motorreductor.Figure 1 shows an outline of the set Functional compressor object of the invention, with drive the compression cylinders by means of a gearmotor.

La figura 2 es una perspectiva del compresor según un ejemplo de realización.Figure 2 is a perspective of the compressor according to an embodiment example.

La figura 3 es una perspectiva ampliada de una etapa de compresión del compresor preconizado.Figure 3 is an enlarged perspective of a compression stage of the recommended compressor.

La figura 4 es una vista en sección de la etapa de compresión anterior.Figure 4 is a sectional view of the stage of previous compression.

La figura 5 es una sección ampliada del cilindro de la etapa de compresión.Figure 5 is an enlarged section of the cylinder of the compression stage.

La figura 6 es una vista del conjunto del compresor con las conexiones a tierra de los cilindros de compresión y de las partes relacionadas con ellos.Figure 6 is a view of the assembly of the compressor with the ground connections of the compression cylinders and of the parties related to them.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

El objeto de la invención se refiere a un compresor para comprimir el oxígeno destinado a envasarse en recipientes de consumo, comprendiendo dos etapas de compresión formadas por sendos cilindros (1 y 2), los cuales son actuados por un mismo actuador (3) de accionamiento, para realizar, mediante el cilindro (1) de la primera etapa una precompresión y con el cilindro (2) de la segunda etapa un complemento de compresión hasta la presión de envasado.The object of the invention relates to a compressor to compress the oxygen destined to be packed in consumer containers, comprising two compression stages formed by two cylinders (1 and 2), which are operated by the same actuator (3) for operation, by means of the cylinder (1) of the first stage a precompression and with the cylinder (2) from the second stage a compression complement until the packing pressure

Las etapas de compresión comprenden a su vez sendos enfriadores (4 y 5), los cuales van dispuestos exteriormente respecto de los respectivos cilindros (1 y 2), de manera que el oxígeno a comprimir entra en el primer cilindro (1) y a la salida del mismo pasa por el enfriador (4) correspondiente, introduciéndose luego en el segundo cilindro (2) y a la salida de éste pasa por el respectivo enfriador (5), desde donde se dirige al envasado, como se observa en la figura 1.The compression stages in turn comprise two coolers (4 and 5), which are arranged externally with respect to the respective cylinders (1 and 2), so that the Compressed oxygen enters the first cylinder (1) and at the outlet it passes through the corresponding cooler (4), entering then in the second cylinder (2) and at the exit of it passes through the respective cooler (5), from where it goes to packaging, as see in figure 1.

Según una realización (figura 1), el accionamiento de los cilindros (1 y 2) de compresión se realiza mediante un actuador (3) formado por un motorreductor, en relación con el cual se dispone un variador de frecuencia (no representado), y en relación con el mismo un sensor de presión que mide la presión del oxígeno que se suministra para ser comprimido, de forma que, en función de la alimentación (6) del oxígeno en cada instante, el variador de frecuencia ajusta el accionamiento de los cilindros (1 y 2), evitando que se produzcan desfases entre dicha alimentación (6) del oxígeno y la compresión. Aunque dichas máquinas también pueden trabajar a un número de revoluciones por minuto fijo, sin necesidad de usar un variador.According to one embodiment (figure 1), the Compression cylinder (1 and 2) drive is performed by means of an actuator (3) formed by a gearmotor, in relation with which a frequency inverter (not shown) is available, and in relation to it a pressure sensor that measures the pressure of the oxygen that is supplied to be compressed, so that, in function of feeding (6) of oxygen at each instant, the frequency inverter adjusts the drive of the cylinders (1 and 2), preventing mismatches between said feed (6) of oxygen and compression. Although such machines can also work at a fixed speed per minute, no need of using a drive.

No obstante, dicho accionamiento de los cilindros (1 y 2) puede realizarse igualmente mediante un actuador (3) formado por un cilindro hidráulico con movimiento lineal colocado entre los dos cilindros (1 y 2).However, said actuation of the cylinders (1 and 2) can also be made using an actuator (3) formed by a hydraulic cylinder with linear movement placed between the two cylinders (1 and 2).

En relación con los cilindros (1 y 2) y respecto de las estructuras relacionadas con los mismos, se disponen además conexiones a tierra mediante cables (7), como se observa en la figura 6, con lo cual la electricidad estática que generan dichos cilindros (1 y 2) en el funcionamiento se descarga a tierra, evitando así acumulaciones de electricidad estática y electroerosión y con ello el peligro de explosiones por causa de las mismas.In relation to cylinders (1 and 2) and respect of the structures related to them, are also arranged ground connections via cables (7), as seen in the Figure 6, whereby the static electricity generated by said cylinders (1 and 2) in operation are discharged to ground, thus avoiding accumulations of static electricity and EDM and with it the danger of explosions because of them.

Por otro lado, en los pistones (8) de los cilindros (1 y 2) se dispone una junta especial de labio y muelle (9) para asegurar la hermeticidad con respecto a la camisa (10) correspondiente, unos segmentos guías (11) que rozan sobre la camisa (10), haciendo dichos segmentos guías (11) un efecto de guiado y centrado del pistón (8), y una junta aro pistón (12) de hierro colado resistente al desgaste y con altas propiedades anticorrosivas. En el recorrido del pistón, éste va rozando con la camisa (10) y al ser los dos metálicos y estar siempre en contacto, descarga la electricidad estática y electroerosión que con el roce del deslizamiento se pueda producir. Con estos elementos se evitan las turbulencias del oxígeno dentro de los mencionados cilindros (1 y 2) y con ello la influencia negativa de esas turbulencias en los aparatos electrónicos de medida que controlan el funcionamiento del
compresor.
On the other hand, in the pistons (8) of the cylinders (1 and 2) there is a special lip and spring seal (9) to ensure airtightness with respect to the corresponding jacket (10), guide segments (11) rubbing on the jacket (10), said guide segments (11) making a guiding and centering effect of the piston (8), and a piston ring gasket (12) of cast iron resistant to wear and with high anticorrosive properties. In the path of the piston, it is rubbing against the jacket (10) and being both metallic and always in contact, discharge static electricity and EDM that can occur with the friction of the slip. With these elements, the turbulence of oxygen within the aforementioned cylinders (1 and 2) is avoided and with it the negative influence of these turbulences on the electronic measuring devices that control the operation of the
compressor.

Aunque toda la explicación del compresor preconizado se ha hecho con referencia a la compresión de oxígeno, por ser ésta su aplicación principal, de igual modo puede ser utilizado para comprimir otros gases, como helio, nitrógeno, etc.Although all the explanation of the compressor recommended has been done with reference to oxygen compression, as this is its main application, it can also be used to compress other gases, such as helium, nitrogen, etc.

Claims (3)

1. Compresor de oxígeno, del tipo que comprende dos etapas de compresión formadas por respectivos cilindros (1 y 2) que son accionados por un actuador (3) eléctrico, neumático o hidráulico, mediante los cuales cilindros (1 y 2) se realiza una compresión progresiva de una alimentación (6) de oxígeno destinado a envasarse en recipientes de consumo, caracterizado porque en las etapas de compresión se disponen sendos enfriadores (4 y 5) situados exteriormente respecto de los cilindros (1 y 2) y consecutivamente en relación con los mismos, estableciéndose en relación con el actuador (3) de accionamiento un control del funcionamiento en relación con la alimentación (6) del oxígeno a comprimir y en el conjunto funcional una conexión eléctrica de descarga de electricidad estática y electroerosión, mientras que entre los pistones (8) y las camisas (10) de los cilindros (1 y 2) se establece un ajuste de centrado y guiado mediante segmentos guías (11).1. Oxygen compressor, of the type comprising two compression stages formed by respective cylinders (1 and 2) that are driven by an electric, pneumatic or hydraulic actuator (3), by means of which cylinders (1 and 2) a Progressive compression of an oxygen feed (6) intended to be packaged in consumer containers, characterized in that in the compression stages two coolers (4 and 5) are located externally with respect to the cylinders (1 and 2) and consecutively in relation to the same, establishing in relation to the actuator (3) a control of the operation in relation to the supply (6) of the oxygen to be compressed and in the functional set an electrical connection for discharge of static electricity and EDM, while between pistons (8) and the sleeves (10) of the cylinders (1 and 2) establish a centering and guiding adjustment by means of guide segments (11). 2. Compresor de oxígeno, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el accionamiento de los cilindros (1 y 2) se realiza con actuador (3) formado por un motorreductor, determinándose un control del funcionamiento del mismo mediante un variador de frecuencia, en combinación con un sensor de presión relacionado con la alimentación del oxígeno.2. Oxygen compressor, according to the first claim, characterized in that the actuation of the cylinders (1 and 2) is carried out with an actuator (3) formed by a geared motor, determining a control of the operation thereof by means of a frequency inverter, in combination with a pressure sensor related to oxygen feeding. 3. Compresor de oxígeno, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque la conexión eléctrica de descarga de electricidad estática y electroerosión se establece mediante cables (7) que conectan a tierra los cilindros (1 y 2) y las estructuras relacionadas con los mismos.3. Oxygen compressor, according to the first claim, characterized in that the electrical connection for discharge of static electricity and EDM is established by means of cables (7) that connect the cylinders (1 and 2) to ground and the structures related thereto. .
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