ES2876937T3 - Vane pump or compressor - Google Patents
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Abstract
Bomba o compresor de paletas con una carcasa (10), en la que un rotor (14) está montado de manera giratoria alrededor de un eje de giro, paletas (18, 18a) que están dispuestas de manera desplazable en entalladuras radiales (16) del rotor (14) y cuyos extremos opuestos al fondo de la entalladura (16) interactúan con la pared de una cámara de cilindro en la carcasa (10) debido al efecto de la fuerza centrífuga, estando situado el eje de giro de manera excéntrica al eje de la cámara de cilindro y presentando la cámara de cilindro un canal de aspiración y un canal de presión (30, 32), estando dispuesto en las paletas (18, 18a) o en la pared de las entalladuras (16) al menos un elemento de freno o bloqueo que se puede mover entre una posición de bloqueo o freno, en la que interactúa por arrastre de forma o fuerza con la pared de la entalladura (16) o las paletas (18, 18a), y una posición de liberación, en la que las paletas (18, 18a) se pueden mover libremente en la entalladura (16), caracterizado por que el elemento de freno o bloqueo se puede llevar hacia la posición de freno o bloqueo a partir de una temperatura predefinida debido a la dilatación térmica del elemento o de un objeto de dilatación adicional.Vane pump or compressor with a casing (10), in which a rotor (14) is rotatably mounted about an axis of rotation, vanes (18, 18a) being displaceably arranged in radial recesses (16) of the rotor (14) and whose ends opposite the bottom of the notch (16) interact with the wall of a cylinder chamber in the casing (10) due to the effect of centrifugal force, the axis of rotation being located eccentrically to the axis of the cylinder chamber and the cylinder chamber having a suction channel and a pressure channel (30, 32), at least one brake or lock element that can be moved between a lock or brake position, in which it interacts by force or force dragging with the wall of the recess (16) or the paddles (18, 18a), and a release position , in which the vanes (18, 18a) can move freely in the recess (16), charact bristling because the braking or locking element can be brought into the braking or locking position from a predefined temperature due to thermal expansion of the element or an additional expansion object.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Bomba o compresor de paletasVane pump or compressor
La invención se refiere a una bomba o compresor de paletas de acuerdo con la reivindicación 1.The invention relates to a vane pump or compressor according to claim 1.
Si las bombas de paletas funcionan en seco o bombean contra paletas cerradas o muy estranguladas, generan naturalmente calor que puede llegar a provocar hasta un incendio. Las válvulas de sobrepresión son conocidas como protección contra la presión y pueden reducir de manera controlada la presión a casi cero. Con este fin se necesita, por lo general, aire comprimido que no siempre está disponible en los vehículos. Además, los controles de las paletas pueden estar manipulados o pueden fallar debido a la falta de mantenimiento.If vane pumps run dry or pump against closed or severely throttled vanes, they naturally generate heat that can even lead to a fire. Pressure relief valves are known as pressure protection and can reduce pressure to near zero in a controlled manner. Compressed air is generally required for this purpose, which is not always available in vehicles. Additionally, paddle controls may be tampered with or may fail due to lack of maintenance.
Un sistema de seguridad contra sobrepresión no ayuda contra una marcha en seco de la bomba. A tal efecto, es conocida la utilización de termostatos que desconectan la bomba al alcanzarse una temperatura determinada. Esta desconexión no se puede implementar con facilidad en una disposición de este tipo de bomba en un vehículo (por ejemplo, un camión cisterna). Además, el control ha de cumplir también al respecto un requisito mínimo de seguridad funcional, en particular una protección contra sobrecalentamiento para evitar una explosión.An overpressure safety system does not help against a dry running of the pump. To this end, it is known to use thermostats that switch off the pump when a certain temperature is reached. This disconnection cannot be easily implemented in such a pump arrangement in a vehicle (eg, a tanker). In addition, the control must also meet a minimum requirement for functional safety, in particular protection against overheating to prevent an explosion.
Del documento US4472119A es conocido un compresor de paletas giratorias con un medio de soporte de paleta que se puede mover para engranar y mantener las paletas en una posición retraída o no operativa dentro de ranuras de guía definidas por un rotor. Los medios de retención se sitúan en la posición engranada con la paleta mediante un fluido de control hidráulico.From US4472119A a rotary vane compressor is known with a vane support means movable to engage and maintain the vanes in a retracted or inoperative position within guide grooves defined by a rotor. The retaining means is located in the position engaged with the vane by a hydraulic control fluid.
Del documento CN102817834A es conocida una bomba de paletas hidráulica, en la que el espacio interior del rotor está provisto de varias ranuras de paleta y las paletas están dispuestas de manera desplazable en las ranuras de paleta. Un sistema limitador para limitar el deslizamiento radial de las paletas en el rotor está dispuesto en el rotor y aplica de manera selectiva una fuerza que actúa sobre las paletas a fin de aumentar la fricción entre las paletas y los laterales.From CN102817834A a hydraulic vane pump is known, in which the inner space of the rotor is provided with several vane grooves and the vanes are displaceably arranged in the vane grooves. A limiter system for limiting radial slippage of the blades on the rotor is arranged on the rotor and selectively applies a force acting on the blades in order to increase the friction between the blades and the sides.
Del documento EP2295720A1 es conocido un compresor con un mecanismo de compresión para comprimir un fluido de trabajo y un mecanismo de expansión para expandir el fluido de trabajo. El mecanismo de expansión comprende un mecanismo de paleta variable que controla el movimiento de una primera paleta.From EP2295720A1 a compressor with a compression mechanism to compress a working fluid and an expansion mechanism to expand the working fluid is known. The expansion mechanism comprises a variable vane mechanism that controls the movement of a first vane.
Del documento DE19651413C1 es conocido también un compresor de paletas para gas caliente y del documento DE1451879A1 es conocida una máquina de pistón rotatorio.From document DE19651413C1 a vane compressor for hot gas is also known and from document DE1451879A1 a rotary piston machine is known.
La invención tiene el objetivo de crear una bomba de paletas que esté protegida de manera segura contra el sobrecalentamiento durante el funcionamiento.The invention has the object of creating a vane pump that is safely protected against overheating during operation.
Este objetivo se consigue mediante las características de la reivindicación 1.This objective is achieved by the features of claim 1.
En la bomba de paletas según la invención está dispuesto en las paletas o en las paredes de las entalladuras al menos un elemento de freno o bloqueo que se puede mover entre una posición de freno o bloqueo, en la que interactúa por arrastre de forma o fuerza con la pared de la entalladura o la paleta, y una posición de liberación, en la que las paletas se pueden mover libremente en las entalladuras, siendo posible llevar el elemento de freno y bloqueo hacia la posición de freno o bloqueo a partir de una temperatura predefinida. Esto se produce debido a un material de dilatación térmica o un metal de dilatación térmica.In the vane pump according to the invention, at least one braking or locking element is arranged on the vanes or on the walls of the recesses, which can be moved between a braking or locking position, in which it interacts by force or form drag. with the wall of the recess or the paddle, and a release position, in which the paddles can move freely in the recesses, making it possible to bring the braking and locking element into the braking or locking position from a temperature predefined. This occurs due to a thermally expanding material or a thermally expanding metal.
En la bomba de paletas según la invención, una medida simple desde el punto de vista constructivo impide que las paletas salgan de las entalladuras a partir de una temperatura predefinida. Por tanto, no pueden engranar en la pared de la cámara de cilindro ni provocar un aumento de la temperatura al producirse una marcha en seco. Si la temperatura vuelve a descender a un valor admisible, la bomba de paletas puede seguir funcionando como hasta ahora. Por consiguiente, se pueden eliminar en particular operaciones de control y desconexión, porque la protección contra una temperatura excesiva actúa exclusivamente de manera mecánica.In the vane pump according to the invention, a simple measure from the construction point of view prevents the vanes from coming out of the recesses above a predefined temperature. Therefore, they cannot engage the wall of the cylinder chamber or cause a rise in temperature during dry running. If the temperature drops back to a permissible value, the vane pump can continue to operate as before. Consequently, control and switch-off operations in particular can be eliminated, because the protection against excessive temperature acts exclusively mechanically.
Según una configuración de la invención está previsto que un muelle bimetálico esté dispuesto fijamente en una entalladura de las paletas o de la pared de la entalladura de tal modo que a partir de una temperatura predefinida en la cámara de cilindro o en el motor, una sección extrema del muelle bimetálico sale lateralmente de las paletas o de la pared y engrana en la pared o las paletas con un efecto de bloqueo o frenado.According to one embodiment of the invention, provision is made for a bimetallic spring to be fixedly arranged in a recess in the blades or in the recess wall in such a way that starting from a predefined temperature in the cylinder chamber or in the engine, a section The end of the bimetallic spring emerges laterally from the vanes or the wall and engages the wall or vanes with a locking or braking effect.
En la pared de la entalladura o lateralmente en las paletas está moldeada preferentemente una escotadura de bloqueo, en la que la sección extrema engrana en la posición de bloqueo. La escotadura de bloqueo está moldeada preferentemente en la pared de las entalladuras. La disposición de un muelle bimetálico en una entalladura de pared es más compleja que en la paleta.A locking recess is preferably molded into the wall of the recess or laterally in the blades, in which the end section engages in the locking position. The locking recess is preferably molded into the wall of the recesses. The arrangement of a bimetallic spring in a wall notch is more complex than in the vane.
Según otra variante de la invención está previsto que un elemento de freno cierre una cavidad lateral en las paletas o en la pared de las entalladuras, que está llena de un material de dilatación. El elemento de freno se puede diseñar como tapa de una cavidad que cierra la cavidad y, por ejemplo, está soldada. Alternativamente, el elemento de freno se puede diseñar también como un tipo de pistón, en el que actúa el material de dilatación.According to another variant of the invention, provision is made for a brake element to close a lateral cavity in the blades or in the wall of the recesses, which is filled with an expansion material. The brake element can be designed as a cavity cover which closes the cavity and is, for example, welded. Alternatively, the brake element can also be designed as a type of piston, in which the expansion material acts.
Por medio de dibujos se explican detalladamente a continuación ejemplos de realización de la invención. Muestran: Exemplary embodiments of the invention are explained in detail below by means of drawings. They show:
Fig. 1 un corte transversal muy esquemático a través de una bomba de paletas según la invención.Fig. 1 a very schematic cross section through a vane pump according to the invention.
Fig. 2 la misma vista de la figura 1, pero en el estado bloqueado de las paletas.Fig. 2 the same view of figure 1, but in the locked state of the blades.
Fig. 3 esquemáticamente, una paleta de la bomba de paletas según las figuras 1 y 2 con un muelle bimetálico. Fig. 3 schematically, a vane of the vane pump according to figures 1 and 2 with a bimetallic spring.
Fig. 4 una parte de la paleta restante, cortada en la zona del muelle bimetálico según la figura 3.FIG. 4 a part of the remaining blade, cut in the area of the bimetallic spring according to FIG. 3.
Fig. 5 un corte transversal, también muy esquemático, a través de una bomba de paletas según la invención en otra forma de realización.FIG. 5 a cross section, also very schematic, through a vane pump according to the invention in another embodiment.
Fig. 6 la sección de una paleta de la bomba de paletas según la figura 5.Fig. 6 the section of a vane of the vane pump according to figure 5.
Fig. 7 un corte a través de la paleta según la figura 6 en la zona de un elemento de bloqueo o freno.FIG. 7 shows a section through the blade according to FIG. 6 in the area of a locking or brake element.
La bomba de paletas según las figuras 1 y 2 presenta una carcasa 10, en la que está dispuesta una cámara de bomba cilíndrica 12. En la cámara de bomba está dispuesto un rotor 14 con un eje de giro excéntrico respecto a la cámara de bomba 12. En cuatro entalladuras radiales 16, desplazadas en 90°, está dispuestas paletas 18 que se pueden mover radialmente. En entalladuras 20 de las paletas están dispuestos muelles bimetálicos 22 con una sección extrema curvada 24. En la pared de las entalladuras 16 está moldeada una escotadura de bloqueo 26 en la zona inferior. The vane pump according to FIGS. 1 and 2 has a housing 10, in which a cylindrical pump chamber 12 is arranged. A rotor 14 with an axis of eccentric rotation relative to the pump chamber 12 is arranged in the pump chamber. In four radial recesses 16, offset by 90 °, are arranged blades 18 which can be moved radially. In the recesses 20 of the vanes, bimetallic springs 22 with a curved end section 24 are arranged. A locking recess 26 is molded in the wall of the recesses 16 in the lower region.
Durante el funcionamiento, las paletas 18 son empujadas hacia afuera debido a la fuerza centrífuga contra la pared de cilindro de la cámara de bomba 12, cuyo contorno define la posición de las paletas 18 respecto a su entalladura 16, lo que es conocido en general. Durante el funcionamiento la sección extrema 24, en forma de gancho, de los muelles bimetálicos queda situada dentro del contorno de las paletas 18, por lo que éstas se pueden mover libremente. Los muelles bimetálicos están fijados en el número 28 en la paleta, por ejemplo, mediante remaches, según la representación esquemática. Para una mejor comprensión se hace referencia al canal de aspiración 30 y al canal de presión 32 de la bomba.During operation, the vanes 18 are pushed outwards due to centrifugal force against the cylinder wall of the pump chamber 12, the contour of which defines the position of the vanes 18 with respect to their recess 16, which is generally known. During operation, the hook-shaped end section 24 of the bimetallic springs is located within the contour of the blades 18, so that they can move freely. The bimetallic springs are fixed at number 28 on the vane, for example by rivets, according to the schematic representation. For a better understanding, reference is made to the suction channel 30 and the pressure channel 32 of the pump.
Según la representación de la figura 2, la sección extrema 24 está enganchada en la escotadura de bloqueo 26, de modo que las paletas 18 se retienen en sus entalladuras 16. Esta operación de enganchado se produce al deformarse el muelle bimetálico 22 debido a un aumento de la temperatura por encima de un valor predefinido. Por consiguiente, la bomba de paletas deja de bombear y se impide un incremento de la temperatura.According to the representation of FIG. 2, the end section 24 is hooked in the locking recess 26, so that the blades 18 are retained in their recesses 16. This hooking operation occurs when the bimetallic spring 22 is deformed due to an increase temperature above a preset value. Consequently, the vane pump stops pumping and an increase in temperature is prevented.
En las figuras 3 y 4 se muestra el lado trasero de las paletas 18 con el montaje del muelle bimetálico 22 en forma de hoja. Las paletas 18 de plástico presentan en el lado trasero nervios separados 36. En las secciones situadas entre los nervios 36 está remachado casi en el centro el extremo superior del muelle bimetálico 22. Éste se extiende con su sección inferior a través de una entalladura en el lado trasero de las paletas 18 (véase en particular la figura 4). In Figures 3 and 4 the rear side of the vanes 18 is shown with the mounting of the bimetallic spring 22 in the form of a leaf. The plastic blades 18 have separate ribs 36 on the rear side. In the sections between the ribs 36, the upper end of the bimetallic spring 22 is riveted almost in the middle. The upper end of the bimetallic spring 22 extends with its lower section through a notch in the rear side of the blades 18 (see in particular figure 4).
Si en la representación de la figura 5 se utilizan las mismas partes que en la forma de realización según las figuras 1 y 2, los números de referencia son iguales. Las paletas 18a, móviles en las entalladuras radiales 16, se diferencian de las paletas 18 por el hecho de que casi en el centro de su extremo superior está moldeada una cavidad 40 llena de un material de dilatación 42. La cavidad se cierra con una tapa 44 deformable elásticamente.If the same parts are used in the representation of FIG. 5 as in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the reference numerals are the same. The vanes 18a, movable in the radial recesses 16, differ from the vanes 18 by the fact that almost in the center of their upper end a cavity 40 filled with an expansion material 42 is molded. The cavity is closed with a lid 44 elastically deformable.
El material de dilatación 42 se dilata a partir de una temperatura predefinida, lo que aprisiona las paletas en las entalladuras 16. La bomba deja de bombear, impidiéndose así un incremento de la temperatura.The expansion material 42 expands from a predefined temperature, which traps the vanes in the recesses 16. The pump stops pumping, thus preventing an increase in temperature.
Para una mejor comprensión habría que señalar que con ayuda del material de dilatación se puede accionar también un elemento de retención, como el gancho 24 de un muelle bimetálico, que interactúa a continuación con una entalladura, por ejemplo, la entalladura 26 en las figuras 1 y 2, al dilatarse el material de dilatación. For a better understanding, it should be noted that with the help of the expansion material, a retention element can also be actuated, such as the hook 24 of a bimetallic spring, which then interacts with a notch, for example, the notch 26 in Figures 1 and 2, as the expansion material expands.
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