ITMI20011431A1 - Dispositivo di sicurezza per la limitazione di pressione di un compressore di climatizzazione a corsa variabile rispettivamente a dislocamen - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un dispositivo di sicurezza per la limitazione di pressione nella zona di pressione di scarico, cioè nella zona di alta pressione, di un compressore a corsa variabile rispettivamente a dislocamento variabile, in cui può venire variata l'inclinazione del disco sfarfallante o del disco obliquo mediante la differenza fra l'alta pressione nella zona di pressione di scarico e la pressione nella cavità di azionamento, eventualmente anche mediante la differenza fra la pressione nella cavità di azionamento e la pressione nella zona di aspirazione del compressore di climatizzazione. Di conseguenza simili compressori di climatizzazione possiedono un collegamento di alimentazione fra la camera di scarico del compressore nella zona di pressione di scarico e la zona di pressione della cavità di azionamento. In questo collegamento di alimentazione può essere disposta una valvola ed eventualmente una strozzatura di bypass che può influenzare la differenza di pressione fra zona di pressione di scarico e zona di pressione della cavità di azionamento. Inoltre simili compressori di climatizzazione possono presentare un collegamento fra la zona di pressione della cavità di azionamento e la zona di pressione di aspirazione, in cui può essere disposta eventualmente anche una valvola o una strozzatura costante, per cui è influenzabile la differenza di pressione fra pressione della cavità di azionamento e pressione della cavità di aspirazione. Un tipico compressore a dislocamento variabile, che viene impiegato per esempio in autoveicoli per i loro impianti di climatizzazione, ha una cavità di azionamento, che è prevista entro un corpo, e contiene gli elementi del meccanismo di azionamento per il trasporto del refrigerante. Un albero di azionamento è supportato in modo girevole in elementi del corpo. Una parte del corpo contiene un blocco cilindri, attraverso il quale si estende una pluralità di fori cilindrici. Stantuffi sono alloggiati in modo spostabile con moto alternativo in ciascun foro cilindrico. Sull'albero di azionamento è previsto un disco obliquo o un disco sfarfallante, che ruota con l'albero di azionamento ed è supportato in modo tale che esso possa venire regolato nella sua inclinazione rispetto all'albero di azionamento durante le rotazioni. Gli stantuffi sono accoppiati con elementi di trasmissione corrispondenti sul disco sfarfallante o disco obliquo. La corsa degli stantufi durante un moto alternativo entro i relativi fori cilindrici, viene determinata dall'inclinazione del disco sfarfallante o del disco obliquo.

L'inclinazione del disco sfarfallante o del disco obliquo viene comandata mediante regolazione della pressione nella cavità di azionamento in relazione alle pressioni, agenti sugli stantuffi, nella zona di pressione di scarico, cioè nella zona di alta pressione, e nella zona di aspirazione, cioè nella zona di bassa pressione. Espresso in altre parole, la differenza fra le pressioni, che agiscono su entrambe le estremità di ciascuno stantuffo, può venire variata mediante variazioni della pressione nella zona della cavità di azionamento. Questo varia l'inclinazione del disco sfarfallante o del disco obliquo e varia il volume di dislocamento del compressore. Inoltre nei canali di collegamento fra queste zone in pressione sono previsti dispositivi di strozzamento e dispositivi valvolari, con cui può venire regolata la pressione nella cavità di azionamento rispetto alla pressione di scarico e rispetto alla pressione di aspirazione. Eventualmente questi dispositivi sono telecomandatili mediante dispositivi elettromagnetici. Inoltre in compressori noti per assicurare la pressione massima nella zona di pressione di scarico, quindi nella zona di alta pressione, sono previsti dispositivi limitatori di pressione, che per esempio mediante dischi di scoppio o mediante valvole limitatrici di pressione, al superamento della pressione massima nella zona di pressione di scarico, cedono il refrigerante all'ambiente. Specialmente nel caso di dischi di scoppio da ciò distrutti, dopo un simile superamento della pressione non è possibile un ulteriore funzionamento del compressore. Riguardo alle valvole limitatrici di pressione, in ogni caso una parte del refrigerante previsto nell'impianto frigorifero, viene ceduta all'ambiente e pertanto va persa.

E' quindi compito dell'invenzione configurare un dispositivo di sicurezza per la limitazione di pressione di un compressore, che non presenti simili svantaggi.

Questo compito viene risolto mediate un dispositivo di sicurezza per la limitazione di pressione di un compressore a corsa variabile rispettivamente a dislocamento variabile, in cui viene variata l'inclinazione del disco sfarfallante rispettivamente del disco obliquo almeno mediante la differenza tra alta pressione nella zona di pressione di scarico e pressione della cavità di azionamento, eventualmente mediante la differenza fra pressione della cavità di azionamento e pressione di aspirazione, con un collegamento di alimentazione fra zona di pressione di scarico e zona di pressione della cavità di azionamento, con un dispositivo valvolare, che è disposto nel collegamento di alimentazione, ed eventualmente una strozzatura di bypass, ove il dispositivo valvolare, al superamento di una pressione di scarico massima predeterminata, apre il collegamento dalla zona di pressione di scarico alla zona di pressione della cavità di azionamento, eventualmente aumenta la sezione trasversale dell'apertura e quindi aumenta l'afflusso di mezzo in pressione dalla zona di pressione di scarico nella zona di pressione della cavità di azionamento.

In questo caso all'aumento dell'afflusso dalla zona di alta pressione nella zona di pressione della cavità di azionamento e all'aumento da ciò provocato della pressione della cavità di azionamento, il disco sfarfallante rispettivamente il disco obliquo riduce la sua corsa, cosicché alla reazione della limitazione di pressione viene ridotto l'assorbimento di potenza del compressore. Il dispositivo di sicurezza è eseguito come un dispositivo valvolare, in particolare come valvola limitatrice di pressione. Secondo l'invenzione il corpo di valvola mobile del dispositivo valvolare è spostabile dall'alta pressione nella zona di pressione di scarico, fra l'altro vincendo la forza di una molla, in direzione di apertura del collegamento .

Preferibilmente la superficie efficace di pressione nella cavità di molla del corpo di valvola è sollecitabile con pressione ambientale, come pressione atmosferica. Una forma di esecuzione secondo l'invenzione del dispositivo valvolare comprende fra l'altro i seguenti componenti: una copertura 1, un soffietto 2, una molla 3, un pezzo di corpo 4 e una scatola di valvola 5, un corpo di valvola mobile, cioè uno stantuffo 6, eventualmente tre guarnizioni OR Nr. 7, 8 e 9 o dispositivi di tenuta confrontabili nell'effetto.

In un'ulteriore forma di esecuzione, la pressione massima prefissabile per la limitazione di pressione può venire variata inoltre mediante un intervento esterno, per esempio mediante un dispositivo elettromagnetico, un dispositivo di regolazione a motore, un organo di regolazione dipendente dalla temperatura o cilindri di regolazione azionati da mezzo in pressione .

Inoltre, in un'ulteriore forma di esecuzione, nel collegamento supplementare dalla zona di pressione della cavità di azionamento alla zona di pressione della cavità di aspirazione può essere disposta una strozzatura supplementare o una valvola supplementare.

Un vantaggio particolare dell'invenzione è dato dal fatto che dopo la reazione della limitazione di pressione è possibile un ulteriore funzionamento del compressore e non viene ceduto refrigerante all'ambiente.

Un'ulteriore forma di esecuzione si distingue per il fatto che la pressione massima prefissabile viene raggiunta sostanzialmente mediante un confronto fra la pressione nella zona di alta pressione, la forza di molla e la pressione ambientale del compressore di climatizzazione, eventualmente in modo insignificante mediante la pressione nella zona della cavità di azionamento.

Una forma di esecuzione preferita del dispositivo di sicurezza viene ora descritta in base alla figura

L'unica figura mostra una esecuzione costruttiva del dispositivo di sicurezza .

Nella figura, entro un pezzo di corpo 4, che può rappresentare una parte di un corpo di compressore, è inserito un manicotto di valvola 5, che contiene uno stantuffo di valvola 6 mobile, che e portato in posizione di chiusura da una molla 3. La cavità di molla nella molla 3 viene chiusa a tenuta rispetto alla restante cavità di valvola da un soffietto 2 qui rappresentato semplificato, che è applicato fra lo stantuffo di valvola 6 e un coperchio 1. La cavità di molla della molla 3 è inoltre aumentabile, attraverso un'apertura 10 nel coperchio 1, con la pressione ambientale all'esterno del compressore di climatizzazione. Il manicotto di valvola 5 viene chiuso a tenuta rispetto al pezzo di corpo 4 mediante guarnizioni OR 7 e 8. Naturalmente possono venire impiegate qui anche altre strutture di tenuta. Il coperchio 1 è chiuso a tenuta anch'esso mediante una guarnizione 9 rispetto al pezzo di corpo 4. Un collegamento, qui sotto forma di un foro, conduce dalla zona di pressione di scarico 11 del compressore, cioè dalla zona di alta pressione, attraverso uno o più fori 12 nel manicotto di valvola 5, in una zona in pressione 13, in cui l'alta pressione può agire sul lato destro, arrotondato nella rappresentazione, dello stantuffo di valvola 6 e quindi sulla sua superficie proiettabile in direzione opposta alla forza di molla. Lo stantuffo di valvola 6 nella forma rappresentata chiude a tenuta la cavità di alta pressione 16 rispetto ad una seconda cavità in pressione 14. La cavità in pressione 14 è collegata, attraverso uno o più fori 15 nel manicotto di valvola 5, con una conduttura, che conduce nella zona in pressione 16 della cavità di azionamento. Lo stantuffo di valvola 6 può contenere inoltre una tacca di strozzatura 17, che ad un movimento di apertura dello stantuffo di valvola 6, vincendo la forza di molla della molla 3 e vincendo la pressione atmosferica sulla superficie 20 nella cavità di molla, libera un collegamento strozzato dalla cavità 13 alla cavità 14 e all'aumento della corsa dello stantuffo di valvola, a seconda dell'esecuzione della tacca di strozzatura 17, lascia defluire una quantità di mezzo in pressione costante o crescente fra queste due cavità. Parallelamente allo stantuffo di valvola 6, fra le due cavità in pressione 13 e 14 può essere disposta una strozzatura costante 18, che permanentemente lascia defluire una certa quantità di mezzo in pressione dalla cavità 13 nella cavità 14 e quindi dalla zona di alta pressione 11 del compressore nella zona della cavità di azionamento 16 del compressore.

Il funzionamento del dispositivo di sicurezza è come segue: la pressione nella zona di pressione di scarico 11 del compressore, che si trova anche nella cavità in pressione 13 e agisce sul lato destro dello stantuffo 6, viene confrontata con le forze della molla 3 nonché del soffitto 2 e con la forza di pressione da parte della pressione ambientale entro la cavità di molla, sulla superficie 20, ove la pressione della cavità di azionamento nella cavità 14 sulla superficie anulare 19 dello stantuffo è qui trascurabile, quando questa superficie anulare viene configurata corrispondentemente piccola o viene ridotta a zero, cosicché lo stantuffo di valvola 6 ha soltanto un diametro. In questo caso la forza di molla prefissata e la pressione atmosferica sulla superficie 20 rappresentano sostanzialmente il valore nominale della forza di pressione, che definisce la pressione massima da limitare sul lato destro dello stantuffo 6. Poiché l'alta pressione nel compressore viene confrontata direttamente con la pressione atmosferica e con la forza di molla, questa limitazione di pressione è indipendente dalle altre pressioni nel compressore, come ad esempio la pressione di aspirazione, quindi pressioni, che nel caso di compressori noti si riflettono sui dispositivi valvolari ivi noti. Non appena un superamento della pressione massima sposta lo stantuffo 6 verso sinistra e quindi diventa possibile un travaso dalla zona di alta pressione 13 nella zona di pressione della cavità di azionamento 14, innanzitutto viene limitato l'ulteriore aumento di pressione nella zona di alta pressione 11 del compressore. Inoltre adesso la corrente di mezzo in pressione, defluente nella cavità di azionamento 16, provoca un aumento di pressione nella cavità di azionamento, che fa orientare all'indietro il compressore in una posizione, in cui la corsa degli stantuffi e l'inclinazione del disco sfarfallante rispettivamente del disco obliquo viene ridotta fino a venire minimizzata, cosicché anche la corrente di mezzo in pressione generata dal compressore viene ridotta e non può contribuire ad un ulteriore aumento della pressione massima nella zona di scarico 11 del compressore. Perciò questa valvola limitatrice di pressione 50 serve non soltanto per la limitazione di pressione mediante deflusso di una corrente di mezzo in pressione dalla zona di alta pressione 11, bensì anche per la regolazione della corsa mediante deflusso della corrente di mezzo in pressione in eccesso nella cavità di azionamento 16 e per aumentare la pressione della cavità di azionamento. Inoltre, nel caso dei compressori noti, è predisposto un ulteriore collegamento dalla cavità di azionamento al lato di aspirazione del compressore, attraverso cui in caso di necessità può venire regolata verso il basso la pressione della cavità di azionamento. 0 la cavità di azionamento, può venire scaricata attraverso una strozzatura regolata in modo fisso verso la cavità di aspirazione, oppure la pressione della cavità di azionamento può venire scaricata in modo variabile mediante una valvola regolabile in questo collegamento con la cavità di aspirazione. Perciò attraverso questa valvola per esempio potrebbe venire regolata inoltre la corsa del compressore per gli altri stati di funzionamento, al raggiungimento della pressione massima consentita nella zona di alta pressione interviene allora supplementarmente la valvola limitatrice di pressione 50.

Un'ulteriore esecuzione della valvola limitatrice di pressione secondo l'invenzione può consistere nel fatto che lo stantuffo di valvola 6 oltre che dalla forza di molla viene sollecitato da un dispositivo di forza telecomandabile, come per esempio da un elettromagnete, che con la sua forza magnetica agisce sullo stantuffo di valvola 6 in modo da chiuderlo, o da un dispositivo a motore di regolazione elettrico o da un cilindro azionato da mezzo in pressione, che può variare idraulicamente e pneumaticamente la forza di chiusura sullo stantuffo della valvola limitatrice di pressione 6, o anche da un organo di regolazione dipendente dalla temperatura. Così la pressione massima da limitare per il compressore sarebbe regolabile in modo telecomandato e sarebbe adattabile, corrispondentemente ad un programma di regolazione di tutto l'impianto di climatizzazione, ai rispettivi stati di funzionamento. Nell'invenzione in ogni caso è vantaggioso il fatto che la pressione massima da limitare non viene superata, che questa pressione massima da limitare è regolabile in modo sicuro mediante confronto con la pressione ambientale, la forza di molla e la forza ausiliaria telecomandabile, e che nel caso della limitazione di pressione la corrente di mezzo in pressione, che provoca l'eliminazione della pressione o la limitazione della pressione, viene utilizzata supplementarmente per orientare all'indietro il compressore e per ridurre la potenza del compressore.

Perciò un compressore con un dispositivo valvolare di limitazione di pressione secondo l'invenzione ha la possibilità, al raggiungimento della pressione massima, di limitare la propria potenza mediante una riduzione dell'angolo di orientamento, e quindi di influenzare il consumo di energia al raggiungimento della pressione massima consentita.

In un'ulteriore forma di esecuzione, la valvola di sicurezza può venire eseguita anche in modo tale che sia regolabile una perdita continua dalla zona di alta pressione 11 nella cavità di azionamento 16. Questa perdita può venire guidata per esempio nel gioco fra stantuffo 6 e la guida dello stantuffo nella scatola di valvola 5 o in un foro di strozzamento eseguito a tal scopo, come per esempio il foro 18. Perciò può mancare uno strozzamento fisso separato fra lato di alta pressione e cavità di azionamento nel corpo del compressore, e può venire realizzato anche il ritorno di olio continuo dal lato di alta pressione alla cavità di azionamento, poiché l'olio lubrificante per il compressore si trova come aggiunta nel gas del mezzo in pressione dell'impianto di climatizzazione. Inoltre la valvola limitatrice di pressione 50 può venire eseguita come valvola con sede priva di perdite.

L'intervento esterno mediante una forza ausiliaria supplementare telecomandabile, che consente di ridurre o aumentare la pressione di reazione, alla quale la valvola 50 inizia ad aprirsi, rende possibile che il compressore venga fatto funzionare per esempio in modo tale che la sua pressione di scarico si trovi nel campo della pressione di reazione, così che la valvola descritta può venire impiegato per la regolazione della corsa. Per questo principio è necessaria inoltre una valvola di commutazione o di regolazione o una strozzatura fissa fra cavità di azionamento e lato di aspirazione.

Le rivendicazioni brevettuali depositate con la domanda sono proposte di formulazione senza pregiudizio per l'ottenimento di ulteriore protezione brevettuale. La richiedente si riserva di rivendicare ancora ulteriori combinazioni e caratteristiche, rese note finora soltanto nella descrizione e/o nei disegni.

Riferimenti impiegati in sottorivendicazioni rimandano all'ulteriore esecuzione dell'oggetto della rivendicazioni principale mediante le caratteristiche della rispettiva sottorivendicazione; essi non sono da intendere come una rinuncia all'ottenimento di una protezione oggettiva autonoma per le combinazioni di caratteristiche delle sottorivendicazioni contenenti i riferimenti.

Poiché gli oggetti delle sottorivendicazioni per quanto riguarda lo stato della tecnica nel giorno di priorità possono formare invenzioni proprie e autonome, la richiedente si riserva di renderle oggetto di rivendicazioni indipendenti o di domande divisionali. Essi possono contenere inoltre anche invenzioni autonome, che presentano una configurazione indipendente dagli oggetti delle precedenti sottorivendicazioni.

Gli esempi di esecuzione non sono da intendere come limitazione dell'invenzione. Invece nell'ambito della presente descrizione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolari tali varianti, elementi e combinazioni e/o materiali, che per esempio mediante combinazione o modifica di singole caratteristiche, rispettivamente elementi o passi di procedimento, descritti in connessione con la descrizione generale e forme di esecuzione, nonché nelle rivendicazioni e contenuti nei disegni, sono rilevabili dall'esperto per quanto riguarda la soluzione del compito, e mediante caratteristiche combinabili conducono ad un nuovo oggetto o a nuovi passi di procedimento rispettivamente sequenze di passi di procedimento, anche per quanto riguarda procedimenti di fabbricazione, di prova e di lavoro.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di sicurezza per la limitazione di pressione di un compressore a corsa variabile rispettivamente a dislocamento variabile, in cui viene variata l'inclinazione del disco sfarfallante rispettivamente del disco obliquo almeno mediante la differenza fra alta pressione nella zona di pressione di scarico e pressione della cavità di azionamento, eventualmente mediante la differenza fra pressione della cavità di azionamento e pressione di aspirazione, con un collegamento di alimentazione fra zona di pressione di scarico e zona di pressione della cavità di azionamento, con un dispositivo valvolare, che è disposto nel collegamento di alimentazione, ed eventualmente una strozzatura di bypass, caratterizzato dal fatto che il dispositivo valvolare, al superamento di una pressione di scarico massima predeterminata, apre il collegamento dalla zona di pressione di scarico alla zona di pressione della cavità di azionamento, eventualmente aumenta la sezione trasversale dell'apertura e quindi aumenta l'afflusso di mezzo in pressione dalla zona di pressione di scarico nella zona di pressione della cavità di azionamento.
2. 2. Dispositivo di sicurezza in particolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che all'aumento dell'afflusso dalla zona di alta pressione alla zona di pressione della cavità di azionamento, il disco sfarfallante o il disco obliquo riduce la sua corsa.
3. 3. Dispositivo di sicurezza in particolare secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che il dispositivo valvolare è eseguito come valvola limitatrice di pressione.
4. 4. Dispositivo di sicurezza in particolare secondo le rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che il corpo valvolare mobile del dispositivo valvolare viene spinto dall'alta pressione nella zona di pressione di scarico fra l'altro vincendo la forza di una molla in direzione di apertura del collegamento.
5. 5. Dispositivo di sicurezza in particolare secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la superficie efficace di pressione nella cavità di molla del corpo valvolare e sollecitabile da pressione ambientale, come pressione atmosferica.
6. 6. Dispositivo di sicurezza in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il dispositivo valvolare presenta fra l'altro i seguenti componenti: una copertura, un soffietto, una molla, un pezzo di corpo, una scatola di valvola, un corpo valvolare mobile, cioè lo stantuffo, eventualmente 3 guarnizioni OR o dispositivi di tenuta di effetto paragonabile.
7. 7. Disposittivo di sicurezza in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la pressione massima prefissabile per la limitazione di pressione può venire variata inoltre mediante un intervento esterno, come per esempio un dispositivo elettromagnetico, un dispositivo a motore di regolazione elettrico, un organo di regolazione dipendente dalla temperatura o un cilindro di regolazione azionato da mezzo in pressione.
8. 8. Disposiitvo di sicurezza in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che nel collegamento supplementare dalla zona di pressione della cavità di azionamento alla zona di pressione della cavità di aspirazione è disposta una strozzatura supplementare o una valvola supplementare.
9. 9. Dispositivo di sicurezza in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che dopo la reazione della limitazione di pressione è possibile un ulteriore funzionamento del compressore .
10. 10. Dispostivo di sicurezza in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la pressione massima prefissabile viene raggiunta sostanzialmente mediante un confronto fra la pressione nella zona di alta pressione, la forza di molla della molla e la pressione ambientale attraverso l’apertura del compressore di climatizzazione, eventualmente in modo insignificante mediante la pressione nella zona della cavità di azionamento.
11. 11. Dispositivo di sicurezza per la limitazione di pressione di un compressore a corsa variabile rispettivamente a dislocamento variabile, in cui viene variata l’inclinazione del disco sfarfallante rispettivamente del disco obliquo almeno mediante la differenza fra alta pressione nella zona di pressione di scarico e pressione della cavità di azionamento, eventualmente mediante la differenza fra pressione della cavità di azionamento e pressione di aspirazione, con un collegamento di alimentazione fra zona di pressione di scarico e zona di pressione della cavità di azionamento, con un dispositivo valvolare, che è disposto nel collegamento di alimentazione, ed eventualmente una strozzatura di bypass, caratterizzato da almeno una caratteristica inventiva resa nota nei documenti della domanda .