ES2866549T3 - Reciprocating Two Cylinder Air Compressor - Google Patents
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Abstract
Un compresor de aire de dos cilindros alternativo que comprende: - una primera (4) y una segunda (5) unidad de bombeo, disponiéndose dichas dos unidades de bombeo (4, 5) en línea y que tiene los cilindros respectivos (40, 50), - un motor eléctrico (EM) interpuesto entre dicha primera (4) y segunda (5) unidad de bombeo, que comprende un respectivo eje de rotación (A), dichos cilindros (40, 50) que se extienden transversalmente a dicho eje (A) de rotación, - medios de conexión neumática (13) diseñados para permitir el flujo de aire hacia y desde dichos cilindros (40, 50), caracterizado porque comprende, interpuesto entre los cilindros (40, 50), un cuerpo de contención (7) para contener los medios de conexión neumática (13), comprendiendo el cuerpo de contención (7) una cámara (71) para alojar un filtro (8) para el aire y que define al menos un conducto de admisión (9) para la toma de aire, en común para los cilindros (40, 50), extendiéndose el conducto de admisión (9) transversalmente con relación al eje (A) de rotación del motor eléctrico (EM) y se conduce al interior de dicha cámara (71).An alternative two-cylinder air compressor comprising: - a first (4) and a second (5) pumping unit, said two pumping units (4, 5) being arranged in line and having the respective cylinders (40, 50 ), - an electric motor (EM) interposed between said first (4) and second (5) pumping unit, comprising a respective axis of rotation (A), said cylinders (40, 50) extending transversely to said axis (A) of rotation, - pneumatic connection means (13) designed to allow air flow to and from said cylinders (40, 50), characterized in that it comprises, interposed between the cylinders (40, 50), a containment body (7) to contain the pneumatic connection means (13), the containment body (7) comprising a chamber (71) to house a filter (8) for air and defining at least one intake duct (9) for the air intake, in common for the cylinders (40, 50), the intake duct (9) extending transversely with n relation to the axis (A) of rotation of the electric motor (EM) and is driven into said chamber (71).
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Compresor de aire de dos cilindros alternativoReciprocating Two Cylinder Air Compressor
La presente invención se refiere a un compresor de aire de dos cilindros alternativo.The present invention relates to a reciprocating two cylinder air compressor.
Los compresores de aire se utilizan en muchos campos diferentes de aplicación, tanto en contextos profesionales como domésticos.Air compressors are used in many different fields of application, both in professional and domestic contexts.
Si bien, de hecho, el uso profesional del aire comprimido es bien conocido, también se usa cada vez más en el hogar, por ejemplo, con respecto a aplicaciones de hobby o incluso para actividades más comunes, tal como lavar/aspirar.While in fact the professional use of compressed air is well known, it is also increasingly being used in the home, for example with regard to hobby applications or even more common activities such as washing / vacuuming.
Existe una gama muy amplia de arquitecturas constructivas para compresores de aire volumétricos, pero excluyendo, en aras de la presente invención, las más estrictamente utilizadas en contextos profesionales (compresores de husillo, lóbulos, paletas), las más extendidas son sin duda los compresores alternativos.There is a very wide range of constructive architectures for volumetric air compressors, but excluding, for the sake of the present invention, those most strictly used in professional contexts (screw, lobe, vane compressors), the most widespread are undoubtedly reciprocating compressors. .
Los compresores de aire alternativos comprimen el aire por medio de un pistón que se mueve en movimiento alterno dentro de un cilindro.Reciprocating air compressors compress air by means of a piston that moves in reciprocating motion within a cylinder.
Los compresores alternativos son tanto de un solo cilindro como de varios cilindros y los de varios cilindros pueden ser tanto de una etapa (los cilindros funcionan en paralelo) como de varias etapas (los cilindros funcionan en serie). En particular, en el caso de los compresores de dos cilíndricos alternativos, entre las posibles arquitecturas se encuentra una muy extendida, comprendiendo por dos cilindros dispuestos en línea, separados entre sí y con el motor eléctrico interpuesto axialmente entre los dos cilindros, en la base de ellos.Reciprocating compressors are both single-cylinder and multi-cylinder, and multi-cylinder compressors can be both single-stage (cylinders operate in parallel) and multi-stage (cylinders operate in series). In particular, in the case of reciprocating two-cylinder compressors, among the possible architectures there is a very widespread one, comprising two cylinders arranged in line, separated from each other and with the electric motor interposed axially between the two cylinders, at the base. from them.
Más en detalle, los dos cilindros se sitúan en los extremos opuestos de un motor eléctrico equipado con un eje de transmisión pasante que se acopla en sus dos extremos longitudinales opuestos con la manivela respectiva de cada una de las dos unidades de bombeo de pistón-cilindro.More in detail, the two cylinders are located at the opposite ends of an electric motor equipped with a through transmission shaft that is coupled at its two opposite longitudinal ends with the respective crank of each of the two piston-cylinder pumping units. .
Además, cada cilindro tiene una placa de válvula respectiva colocada en el cabezal.In addition, each cylinder has a respective valve plate positioned on the head.
Si bien esta arquitectura es funcional desde los diferentes puntos de vista, se ha demostrado que se puede mejorar tanto en términos operativos como constructivos.Although this architecture is functional from different points of view, it has been shown that it can be improved both in operational and constructive terms.
En los documentos US2010178185 y US5584675 se divulgan ejemplos de compresores de dos cilindros alternativos.Examples of reciprocating two-cylinder compressors are disclosed in documents US2010178185 and US5584675.
El objetivo de la presente invención es proporcionar un compresor de aire volumétrico que sea sencillo y práctico de fabricar.The object of the present invention is to provide a volumetric air compressor that is simple and practical to manufacture.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un compresor de aire volumétrico que sea eficaz y práctico de usar.Another object of the present invention is to provide a volumetric air compressor that is efficient and practical to use.
Las características técnicas de la invención de acuerdo con los objetos antes mencionados pueden inferirse fácilmente del contenido de las reivindicaciones adjuntas, especialmente la reivindicación 1 y, preferentemente, cualquiera de las reivindicaciones que dependen de esta reivindicación.The technical characteristics of the invention according to the aforementioned objects can be easily inferred from the content of the appended claims, especially claim 1 and, preferably, any of the claims dependent on this claim.
Las ventajas de la presente invención son más evidentes a partir de la descripción detallada que sigue, con referencia a los dibujos adjuntos que ilustran una realización preferente de la invención proporcionada simplemente a modo de ejemplo sin restringir el ámbito del concepto inventivo, y en los que:The advantages of the present invention are more apparent from the detailed description that follows, with reference to the accompanying drawings which illustrate a preferred embodiment of the invention provided purely by way of example without restricting the scope of the inventive concept, and in which :
- La Figura 1 es una vista esquemática en perspectiva desde arriba de una realización preferente del compresor de aire de dos cilindros alternativo de acuerdo con la invención;- Figure 1 is a schematic perspective view from above of a preferred embodiment of the reciprocating two-cylinder air compressor according to the invention;
- La Figura 2 es una vista esquemática en perspectiva desde un ángulo diferente del compresor de aire de la Figura 1;- Figure 2 is a schematic perspective view from a different angle of the air compressor of Figure 1;
- La Figura 3 es una vista en alzado lateral esquemática del compresor de aire de los dibujos mencionados anteriormente;- Figure 3 is a schematic side elevation view of the air compressor of the aforementioned drawings;
- La Figura 4 es una vista en planta desde arriba esquemática, con algunas partes recortadas para ilustrar mejor otras, del compresor de los dibujos mencionados anteriormente;- Figure 4 is a schematic top plan view, with some parts cut away to better illustrate others, of the compressor of the aforementioned drawings;
- La Figura 5 ilustra un detalle, con algunas partes cortadas para ilustrar mejor otras, del compresor de la Figura 1;- Figure 5 illustrates a detail, with some parts cut away to better illustrate others, of the compressor of Figure 1;
- La Figura 6 ilustra el compresor de la Figura 2, con algunas partes cortadas para ilustrar mejor otras. - Figure 6 illustrates the compressor of Figure 2, with some parts cut away to better illustrate others.
Con referencia a los dibujos adjuntos, el número 1 denota en su totalidad un compresor de aire de dos cilindros alternativo fabricado de acuerdo con la invención.With reference to the accompanying drawings, the numeral 1 denotes in its entirety a reciprocating two-cylinder air compressor manufactured in accordance with the invention.
Como se ilustra en los dibujos adjuntos, el compresor de aire de dos cilindros alternativo 1 comprende una base 2 y un cuerpo central 3 soportado por la base 2.As illustrated in the accompanying drawings, the reciprocating two-cylinder air compressor 1 comprises a base 2 and a central body 3 supported by the base 2.
El cuerpo central 3 se extiende longitudinalmente a lo largo de una primera dirección predeterminada D1 y aloja, en el centro, un motor eléctrico EM, mostrado en la configuración parcialmente desmontada de las Figuras 5 y 6.The central body 3 extends longitudinally along a first predetermined direction D1 and houses, in the center, an electric motor EM, shown in the partially disassembled configuration of Figures 5 and 6.
El motor eléctrico EM mencionado anteriormente tiene un eje de rotación A que es paralelo a la primera dirección predeterminada D1 mencionada anteriormente.The aforementioned electric motor EM has an axis of rotation A which is parallel to the aforementioned first predetermined direction D1.
La arquitectura del compresor de aire 1 comprende una primera 4 y una segunda 5 unidad de bombeo colocados en lados opuestos del motor eléctrico EM que, por tanto, se interpone entre las dos unidades de bombeo 4, 5.The architecture of the air compressor 1 comprises a first 4 and a second 5 pumping units placed on opposite sides of the electric motor EM which, therefore, is interposed between the two pumping units 4, 5.
Como es sabido, el motor eléctrico EM tiene el eje de transmisión pasante relativo, de tal manera que acciona tanto la primera como la segunda unidad de bombeo 4, 5, aunque se coloquen en lados opuestos del mismo motor eléctrico EM. La primera y segunda unidades de bombeo 4, 5 se disponen en línea.As is known, the electric motor EM has the relative through transmission shaft, in such a way that it drives both the first and the second pumping units 4, 5, even if they are placed on opposite sides of the same electric motor EM. The first and second pump units 4, 5 are arranged in line.
El cuerpo central 3 y la base 2 se fabrican ventajosamente en una sola pieza, en una sola pieza fundida, que se divide en dos partes 3a, 3b, una para cada unidad de bombeo 4, 5.The central body 3 and the base 2 are advantageously manufactured in a single piece, in a single casting, which is divided into two parts 3a, 3b, one for each pumping unit 4, 5.
Las dos partes 3a, 3b están una al lado de la otra en la dirección predeterminada D1 y se ensamblan rígidamente juntas.The two parts 3a, 3b are next to each other in the predetermined direction D1 and are rigidly assembled together.
Cada primera y segunda unidad de bombeo 4, 5 tiene un cilindro respectivo 40, 50 dentro del cual se mueve, con movimiento alternativo, un pistón respectivo que no es visible en los dibujos adjuntos.Each first and second pump unit 4, 5 has a respective cylinder 40, 50 within which reciprocates a respective piston which is not visible in the accompanying drawings.
Como se ilustra claramente en la Figura 3, los dos cilindros 40, 50 se extienden transversalmente al eje de rotación A mencionado anteriormente del motor eléctrico EM.As clearly illustrated in Figure 3, the two cylinders 40, 50 extend transversely to the aforementioned axis of rotation A of the electric motor EM.
Los respectivos cabezales 41, 51, equipados con aletas para su enfriamiento eficaz, se colocan en la parte superior de los cilindros 40, 50.The respective heads 41, 51, equipped with fins for efficient cooling, are placed on top of the cylinders 40, 50.
Debajo de los cabezales 41, 51, cada cilindro 40, 50 comprende una placa de válvula respectiva, no ilustrada en detalle, de tipo conocido y no descrita con más detalle.Below the heads 41, 51, each cylinder 40, 50 comprises a respective valve plate, not illustrated in detail, of a known type and not described in more detail.
En sus extremos longitudinales opuestos, que también definen los extremos longitudinales del compresor de aire 1, la primera y segunda unidades de bombeo 4, 5 tienen ventiladores de enfriamiento respectivos, no mostrados en los dibujos adjuntos, codificados en extremos longitudinales opuestos de los mencionados anteriormente y no ilustrado el eje del motor eléctrico EM.At their opposite longitudinal ends, which also define the longitudinal ends of the air compressor 1, the first and second pumping units 4, 5 have respective cooling fans, not shown in the accompanying drawings, encoded at opposite longitudinal ends of those mentioned above. and not illustrated the shaft of the electric motor EM.
Con referencia en particular a las Figuras 1 y 2, el compresor de aire 1 comprende, lo que cubre parcialmente los ventiladores mencionados anteriormente, dos cubiertas respectivas 6.With reference in particular to Figures 1 and 2, the air compressor 1 comprises, which partially covers the aforementioned fans, two respective covers 6.
Las cubiertas 6 tienen una zona de forma octogonal respectiva 6c con ranuras que definen una rejilla de aireación diseñada para el paso del aire movido por los ventiladores.The covers 6 have a respective octagonal shaped area 6c with grooves that define an aeration grille designed for the passage of air moved by the fans.
Las cubiertas 6 se extienden en la dirección de los cilindros 40, 50 antes mencionados y se configuran para transportar al menos una parte del flujo de aire generado por los ventiladores a la parte superior de dichos cilindros 40, 50, en los respectivos cabezales 41, 51.The covers 6 extend in the direction of the aforementioned cylinders 40, 50 and are configured to transport at least a part of the air flow generated by the fans to the top of said cylinders 40, 50, in the respective heads 41, 51.
Como se ilustra en las Figuras 1 a 3, el compresor de aire 1 de acuerdo con la invención comprende un cuerpo de contención 7 interpuesto entre los cilindros 40, 50 antes mencionados de la respectiva primera y segunda unidades de bombeo 4, 5.As illustrated in Figures 1 to 3, the air compressor 1 according to the invention comprises a containment body 7 interposed between the aforementioned cylinders 40, 50 of the respective first and second pump units 4, 5.
Como se ilustra en detalle en la Figura 5, el miembro de contención 7 comprende una bandeja 70 colocada entre los dos cilindros 40, 50, en las respectivas cabezas 41, 51.As illustrated in detail in Figure 5, the containment member 7 comprises a tray 70 positioned between the two cylinders 40, 50, on the respective heads 41, 51.
La bandeja 70 comprende una primera cámara 71, una segunda cámara 72 y una tercera cámara 73.The tray 70 comprises a first chamber 71, a second chamber 72, and a third chamber 73.
La primera cámara 71 define un alojamiento para un filtro 8 para el aire que entra hacia los cilindros 40, 50.The first chamber 71 defines a housing for a filter 8 for the air entering the cylinders 40, 50.
En una pared lateral de la primera cámara 71 se forma una abertura que mira al filtro 8 mencionado anteriormente. An opening is formed in a side wall of the first chamber 71 which faces the aforementioned filter 8.
El filtro 8 también está en conexión neumática con ambos cabezales 41, 51 por medio del respectivo conducto 74 diseñado para alimentar aire a ambos cilindros 40, 50.The filter 8 is also in pneumatic connection with both heads 41, 51 by means of the respective duct 74 designed to feed air to both cylinders 40, 50.
El aire que entra y pasa a través del filtro 8 se alimenta al conducto 74 por medio de una tubería curva, no visible en los dibujos adjuntos, que pasa por debajo de la segunda cámara 72.The air entering and passing through the filter 8 is fed into the duct 74 by means of a curved pipe, not visible in the accompanying drawings, which passes under the second chamber 72.
La tubería 75 para la conexión neumática entre los cabezales 41, 51 se posiciona dentro de la segunda cámara 72 de la bandeja 70.The tubing 75 for the pneumatic connection between the heads 41, 51 is positioned within the second chamber 72 of the tray 70.
Como se ilustra en las Figuras 1 y 2, la bandeja 70 comprende un capuchón 76 que cubre tanto la primera como la segunda cámara 71, 72.As illustrated in Figures 1 and 2, tray 70 comprises a cap 76 that covers both the first and second chambers 71, 72.
El capuchón 76 se diseña para proporcionar un sello hermético al menos para la primera cámara 71.Cap 76 is designed to provide an airtight seal for at least the first chamber 71.
Como se ilustra en las Figuras 1 y 2, el elemento de contención 7 comprende dos protectores laterales 77a, 77b, colocados en caras opuestas del compresor de aire 1, simétricamente con respecto a un plano vertical que pasa por el eje de rotación A del motor eléctrico EM.As illustrated in Figures 1 and 2, the containment element 7 comprises two side protectors 77a, 77b, placed on opposite faces of the air compressor 1, symmetrically with respect to a vertical plane that passes through the axis of rotation A of the motor electric EM.
Se forma un conducto de admisión de aire 9 en el protector 77a ubicado en la proximidad de la primera cámara 71. El conducto de admisión de aire 9 es común para los cilindros 40, 50 y se conduce dentro de la primera cámara 71, para alimentar aire desde el exterior al filtro 8.An air intake duct 9 is formed in the shield 77a located in the vicinity of the first chamber 71. The air intake duct 9 is common for the cylinders 40, 50 and is led into the first chamber 71, to feed air from outside to filter 8.
El conducto de admisión 9 se extiende transversalmente con respecto al eje de rotación A mencionado anteriormente del motor eléctrico EM.The intake duct 9 extends transversely with respect to the aforementioned axis of rotation A of the electric motor EM.
El conducto de admisión 9 se posiciona en una zona de punto medio M entre los cilindros 40, 50 de manera que se separe adecuadamente de ellos. Una abertura de entrada 78 del conducto de admisión 9 mencionado anteriormente se define en los protectores laterales 77a en las que se realiza dicho conducto de admisión de aire.The intake duct 9 is positioned in a midpoint zone M between the cylinders 40, 50 so as to be adequately separated from them. An inlet opening 78 of the aforementioned intake duct 9 is defined in the side shields 77a in which said air intake duct is made.
Ventajosamente, la abertura de entrada 78 sobresale de manera voladiza con respecto a los cilindros 40, 50.Advantageously, the inlet opening 78 protrudes in a cantilevered manner relative to the cylinders 40, 50.
Esta circunstancia, junto con dicho posicionamiento antes mencionado en el punto medio del conducto de admisión 9 y, por lo tanto, también de la abertura de entrada relativa 78, significa que el aire aspirado para transportarlo al filtro 8 se recoge lo más lejos posible de los cilindros 40, 50 y de sus cabezales 41, 51 y por lo tanto, no calentados por ellos.This circumstance, together with said aforementioned positioning at the midpoint of the intake duct 9 and, therefore, also of the relative inlet opening 78, means that the air sucked in to transport it to the filter 8 is collected as far as possible from cylinders 40, 50 and their heads 41, 51 and therefore not heated by them.
Además, otro aspecto ventajoso es el hecho de que el conducto de admisión 9 se realiza como un solo conducto, lo que minimiza así su tamaño total y permite un posicionamiento óptimo en cuanto a distancia de las fuentes de calor constituidas por los cilindros 40, 50.Furthermore, another advantageous aspect is the fact that the intake duct 9 is made as a single duct, thus minimizing its overall size and allowing an optimal positioning in terms of distance from the heat sources constituted by the cylinders 40, 50 .
Como se ilustra en la Figura 6, el cuerpo de contención 7 mencionado anteriormente define un alojamiento para un condensador eléctrico 10, necesario para el funcionamiento del compresor de aire 1.As illustrated in Figure 6, the above-mentioned containment body 7 defines a housing for an electric condenser 10, necessary for the operation of the air compressor 1.
El condensador 10 se soporta ventajosamente por una de los protectores laterales 77a, 77b.The condenser 10 is advantageously supported by one of the side shields 77a, 77b.
Ventajosamente, los dos protectores laterales 77a, 77b son iguales, con el fin de optimizar los costos, aunque el conducto de admisión 9 y su respectiva abertura 78 solo se operen dentro del protector lateral 77a frente a la primera cámara 71, mientras que en el protector lateral 77b, aunque se presenten físicamente no se conectan a ninguno y, por tanto, no están operativos.Advantageously, the two side shields 77a, 77b are the same, in order to optimize costs, although the intake duct 9 and its respective opening 78 are only operated within the side shield 77a in front of the first chamber 71, while in the side shield 77b, although physically present, do not connect to any and are therefore not operational.
Las respectivas ranuras 11 configuradas para definir una zona de circulación de aire desde el exterior hacia el interior del cuerpo de contención 7, diseñada para enfriar el motor eléctrico EM mencionado anteriormente, se realizan en la parte inferior de cada protector lateral 77a, 77b.The respective grooves 11 configured to define an air circulation zone from the outside to the inside of the containment body 7, designed to cool the aforementioned electric motor EM, are made in the lower part of each side protector 77a, 77b.
Con referencia a las Figuras 2 y 4, un conector de salida 12 del aire comprimido en ambos cilindros 40, 50 se posiciona en el cilindro 40, en el cabezal relativo 41.With reference to Figures 2 and 4, an outlet connector 12 of the compressed air in both cylinders 40, 50 is positioned in the cylinder 40, in the relative head 41.
La tubería de conexión 75 mencionado anteriormente y la primera cámara 71 definen, para el compresor de aire 1 de acuerdo con la invención, medios de conexión neumática 13 diseñados para permitir el flujo de aire hacia y desde los cilindros 40, 50.The connection pipe 75 mentioned above and the first chamber 71 define, for the air compressor 1 according to the invention, pneumatic connection means 13 designed to allow air flow to and from the cylinders 40, 50.
En uso, como se ilustra en la Figura 4, el aire aspirado que usa el conducto de admisión 9 en su abertura 78 se dirige al filtro 8 alojado dentro de la primera cámara 71 de la bandeja 70. In use, as illustrated in Figure 4, the aspirated air using the intake duct 9 at its opening 78 is directed to the filter 8 housed within the first chamber 71 of the tray 70.
Desde el filtro 8 el aire aspirado es conducido hacia ambos cilindros que, de manera conocida, lo comprimen por la acción de bombeo de los respectivos pistones que se mueven con movimiento alterno.From the filter 8 the sucked air is conducted towards both cylinders which, in a known way, compress it by the pumping action of the respective pistons that move with alternating movement.
De acuerdo con la configuración de una sola etapa ilustrada, el aire comprimido en el cilindro 50 se transfiere al cabezal 41 del cilindro 40 mediante el uso de la tubería de conexión neumática 73; desde el cabezal 41 del cilindro 40, el aire comprimido en ambos cilindros 40, 50 se descarga al exterior a través del conector de salida 12 mencionado anteriormente.In accordance with the illustrated single-stage configuration, compressed air in cylinder 50 is transferred to head 41 of cylinder 40 through the use of pneumatic connection line 73; From the head 41 of the cylinder 40, the compressed air in both cylinders 40, 50 is discharged to the outside through the outlet connector 12 mentioned above.
La unidad de compresor de aire 1 de acuerdo con la invención logra los objetivos preestablecidos y aporta importantes ventajas.The air compressor unit 1 according to the invention achieves the pre-established objectives and brings important advantages.
Una primera ventaja ligada a la invención se debe al hecho de que al adoptar el cuerpo de contención 7, el espacio interpuesto entre los cilindros 40, 50 se utiliza para alojar componentes del compresor 1, lo que optimiza así las dimensiones generales.A first advantage linked to the invention is due to the fact that by adopting the containment body 7, the space interposed between the cylinders 40, 50 is used to house components of the compressor 1, thus optimizing the overall dimensions.
Una ventaja adicional se debe al hecho de que por medio del cuerpo de contención 7 y sus protectores laterales 77a, 77b se activa una protección frente al contacto accidental con elementos eléctricos contenidos en su interior. Otra ventaja se debe a la disposición y forma del conducto de admisión 9 que, optimiza la distancia relativa de los cilindros del compresor, permite aspirar aire frío, no calentado por contacto con los cabezales de los cilindros. An additional advantage is due to the fact that by means of the containment body 7 and its side protectors 77a, 77b a protection is activated against accidental contact with electrical elements contained therein. Another advantage is due to the arrangement and shape of the intake duct 9 which, optimizing the relative distance of the compressor cylinders, allows cold air to be drawn in, not heated by contact with the cylinder heads.
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