ES2429414A1 - Bomba o Compresor Rotativo - Google Patents

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Abstract

Bomba o compresor rotativo que consiste en un cárter (1) formado por dos carcasas en donde se acoplan dos cilindros (2) diametralmente opuestos donde se deslizan los pistones (3), cada uno de los cuales está unido por medio de una biela (5) al extremo de una palanca (4) que pivota sobre el otro extremo (9), situado en la periferia del cárter (1), forzada por el gorrón de un cigüeñal (6) que se desliza por una acanaladura (7) practicada en la zona central de esta palanca, y accionado por un mecanismo externo, todo el conjunto puede girar sobre el cigüeñal, que se mantiene estático, acoplado a la estructura o soporte generado un ciclo lineal en el pistón en cada revolución.

Description

SECTOR DE LA TÉCNICA
La invención se encuadra en el sector industrial en general y puede ser aplicada en otros campos como el transporte, la marina etc.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Esta información se refiere exclusivamente sobre compresores de pistones rotativos actualmente en desarrollo.
Hoy en día existen algunos mecanismos con sistemas similares al propuesto que aun no han sido comercializados.
Estos compresores que tienen un diseño con cilindros tangenciales, constan de un cárter con una manivela en el centro y dos o más palancas estructuradas en dos brazos con un eje de giro en el interior de la misma, que se acopla en un eje situado radialmente en el cárter.
En el brazo exterior de esta palanca, se conecta el pistón por medio de una biela y en el brazo interior se ha practicado una ranura en la que se desliza la espiga de la manivela, este conjunto gira con todos los elementos acoplados al mismo sobre el eje de la manivela que permanece fijo anclado en la estructura.
Esta disposición hace que al girar el conjunto, la palanca que es arrastrada por su eje, pivota sobre el mismo forzada por la espiga excéntrica de la manivela, de este modo produce una oscilación por cada giro del conjunto, que desplaza linealmente el pistón que está unido al brazo exterior.
Esta estructuración en la que la potencia se aplica en el punto de apoyo (el eje de giro), el brazo interior actúa como brazo de potencia y se comporta como una palanca de tercer genero que es poco eficiente, en adición al desplazarse la espiga de la manivela a lo largo de la ranura, el brazo de potencia aumenta o disminuye ampliamente, provocando momentos de fuerza muy cambiantes que motivan la inestabilidad del conjunto. Patentes ES2065801 y ES2263331.
VENTAJA TÉCNICA QUE APORTA LA INVENCIÓN
Los cambios que esta invención propone, resuelven la problemática anteriormente expuesta mejorando sustancialmente la estabilidad del conjunto y aumentando su rendimiento considerablemente, permitiendo un incremento importante en la velocidad de giro.
El nuevo diseño propuesto mantiene parcialmente la estructuración de los mecanismos anteriormente citados, más concretamente en referencia a la situación de los cilindros con respecto al eje de giro así como la actuación del conjunto que mantiene el giro del bloque con todos los elementos acoplados al mismo. La manivela se ha sustituido por un cigüeñal con dos gorrones (para un compresor de dos cilindros) situados a 180º el uno del otro para estabilizar el conjunto que se acopla igualmente a la estructura o soporte exterior. El punto de giro de la palanca está situado en un extremo, la acanaladura por donde se deslizan los gorrones está situada en el interior de la palanca y en el extremo opuesto va acoplado el pistón, de este modo, con la nueva estructuración, actúa como una palanca de primer género.
Este mecanismo, con el mismo diseño puede ser utilizado como bomba de vacío, para este fin se invierten las tomas de aspiración y descarga, de este modo la aspiración se hace por el conducto del eje delantero y la válvula rotativa que lo aspira desde el exterior y es expulsado directamente al exterior a través de la válvula de descarga de la culata.
Como ya se ha citado, este dispositivo trabaja actuando sobre una palanca de primer genero donde el cigüeñal es el punto de apoyo, así la excentricidad de los gorrones da lugar al desplazamiento lineal de los pistones al girar todo el conjunto (cárter, cilindros, bielas, pistones, culatas, bombas de recuperación y palancas) sobre este cigüeñal, es decir, este debe permanecer estático para que el conjunto realice el trabajo para el fin que se utiliza. Esta característica posibilita que si actuamos liberando y trabando el cigüeñal a voluntad, permite que el conjunto pueda girar libremente sobre una bancada sin generar más resistencia que la del giro cuando esta liberado o bien producir la energía según se requiera de compresión o vacío cuando se bloquea. De este modo si acoplamos el mecanismo al eje de tracción de un vehículo y le dotamos con un embrague o freno, que pueda actuar para bloquear el cigüeñal cuando se requiera, se puede utilizar para asistir la frenada y recuperar energía durante la misma.
DESCRIPCIÓN DETALLADA Y REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Este nuevo diseño de compresor está compuesto por dos carcasas que constituyen el cárter (1), donde están acoplados los cilindros (2) en los que se deslizan los pistones (3), estos están unidos al extremo de la palanca (4) por medio de la biela (5), en el interior de esta palanca se ha mecanizado una acanaladura (7) por donde se deslizan los gorrones del cigüeñal (6) y el otro extremo pivota sobre el eje (9) situado en la zona periférica del cárter. En la culata (8) se han dispuesto las válvulas de aspiración y descarga para la operación del compresor o bomba de vacío. La aspiración se realiza directamente desde la culata a través de un filtro acoplado a la toma de la misma y la descarga por un conducto que une la salida de la culata con el eje delantero (10) y desde este, a través de una junta rotativa al exterior para su utilización o almacenamiento.
El conjunto puede alojarse en un bastidor y girar sobre rodamientos acoplados al eje delantero (10) y al eje soporte de la polea (14). El cigüeñal se puede fijar directamente al bastidor o soporte del conjunto por un medio que impida su rotación o bien, por medio de un freno o embrague (13), de tal manera que sea posible bloquearlo o liberarlo a voluntad. (Fig. 2A)
El engrase propuesto para este mecanismo, se hace desde un deposito exterior por medio de un sistema presurizado y la recuperación se hace por medio de una bomba aspirante impelente (12) actuada por la palanca (4), tanto la entrada como la recuperación del agente utilizado se hacen a través del eje del cigüeñal.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria como parte integrante de la misma, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se representa lo siguiente:
La figura 1.-Muestra una vista en planta de la disposición de los diferentes elementos en el cárter. La figura 1A.-Muestra con más detalle y claridad todos los elementos que forman
5 parte de un conjunto que aparecen en la figura 1. La figura 2.-Muestra una sección entre los ejes (9) con el cigüeñal alineado con los mismos. La figura 2A.-Es un sólido de perfil para mostrar otros elementos no mostrados en la figura 2.
10 La figura 3.-Muestra un corte de un sólido donde se puede observar el interior de un cilindro y un mecanismo de frenada acoplado al cigüeñal. La figura 3A.-Es un sólido que igualmente muestra elementos no representados anteriormente como filtros, tubos de descarga y de retorno del agente engrasador.
15 A la vista de las figuras y con la descripción anterior no parece necesario hacer más extensa esta memoria para que un experto en la materia comprenda el alcance de la misma y las ventajas que de ella se derivan.

Claims (3)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Bomba o Compresor Rotativo, que consta de un conjunto compuesto por un cárter (1) donde están acoplados los cilindros (2) en los que se deslizan los pistones (3), actuados por una palanca (4) unida al cárter por un eje, sobre el cual pivota forzada por el gorrón de un cigüeñal, que se desliza por una acanaladura (7) practicada en la misma, al girar todo el conjunto sobre el cigüeñal (6), que permanece estático, caracterizado por que cada pistón
    (3)
    es actuado por el extremo de una palanca (4) cuyo otro extremo pivota sobre un eje (9) situado en la periferia del cárter (1), forzada por el gorrón de un cigüeñal que se desliza por una acanaladura practicada en la zona central de la misma; este mecanismo está formado por dos cilindros en donde se deslizan los pistones (3) que están acoplados a la palanca (4) por medio de una biela (5) y están situados diametralmente opuestos entre sí; cada palanca
    (4)
    es accionada por uno de los gorrones del cigüeñal (6) que igualmente están desfasados entre sí 180º.
  2. 2.-Bomba o Compresor Rotativo según reivindicación 1ª caracterizado por que está provisto de un dispositivo que permite al cigüeñal (6) girar con todo el conjunto y por lo tanto no producir ningún efecto sobre el mecanismo interior, palancas (4), bielas (5) y pistones (3) y cuando se demande puede bloquearlo para producir la energía requerida.
  3. 3.-Bomba o Compresor Rotativo según reivindicación 1ª caracterizado por estar formado por dos o más cárteres (1), cada uno con sus cilindros (2), culatas (8), palancas (4), bielas
    (5) y pistones (3) acoplados entre sí directamente o unidos por otro método y con un cigüeñal (6) común.
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