ITMI960599U1 - Copertura per foro di paletta per un compressore rotativo - Google Patents

Description

Descrizione

In un compressore a rotore eccentrico volvente ermetico sul lato alto o a paletta fissa l'interno del guscio e la coppa dell'olio sono alla pressione di scarico. Il pistone, il cilindro o scatola del compressore e le palette sono disposte tra il cuscinetto di estremità' della pompa e il cuscinetto di estremità' del motore, laddove il cuscinetto di estremità' della pompa si trova tipicamente a contatto con la coppa dell'olio. La paletta si muove alternativamente in uno scomparto nel cilindro durante il suo spostamento lungo il pistone eccentrico. Mentre una estremità' della paletta si estende attraverso lo scomparto nel cilindro all'interno della cavita' e si sposta a va e vieni nella cavita' seguendo il pistone, l'altra estremità' si muove alternativamente in una camera a molla contenente una molla che fornisce la forza di spostamento che mantiene la paletta a contatto con il pistone. Ad alta velocita', 5400-7200 giri/min, il moto della paletta nella camera della molla corrisponde a quello di una pompa volumetrica olio. Indipendentemente dal fatto che la paletta sia richiesta o meno per il pompaggio dell'olio, si deve assicurare il collegamento per il fluido con la camera a molla. Un volume chiuso soggetto a un aumento di volume della camera riduce la pressione nella camera contrapponendosi quindi alla molla che tende a spostare la paletta aumentando il volume. Se un volume chiuso contiene olio o altri fluidi compressibili esso tende a agire come un ammortizzatore e collabora con la molla nel opporsi al movimento della paletta nella camera a molla. Per superare questi problemi e' stata utilizzata una camera a molla che si estende attraverso la scatola del compressore.

Nei compressori rotativi a velocita' variabile a una velocita' dell'albero di 90-120 Hz o 5400-7200 giri/min e' stato notato un problema dovuto a mancanza di lubrificazione. L'utilizzo di uno spioncino ha permesso di rilevare che l'olio veniva pompato al di fuori della coppa con una conseguente insufficiente lubrif reazione disponibile. La ridotta quantità' di lubrif icante rendeva i cuscinetti piu’ propensi a guastarsi in presenza di residui di refrigerante dato che il refrigerante tende a asportare meglio l’olio.

Il meccanismo alla base del pompaggio dell'olio dalla coppa nel funzionamento ad alta velocita' e' basato sul funzionamento della paletta in moto alternativo. Al momento della corsa di scarico del compressore cosi come rispetto alla cavita' della molla, la paletta viene spinta dal pistone contro la molla e contro ogni resistenza del fluido compresso nella camera a molla. Nella fase di aspirazione del compressore cosi come rispetto alla cavita' a molla, il movimento della paletta e' dovuto alla forza esercitata dalla molla oltre alla pressione presente nella camera della molla che agisce sulla paletta. La camera della molla e' sottoposta alla pressione di scarico a entrambe le estremità ' ma la elevata frequenza di ciclo sembra produrre degli effetti di cavitazione con conseguente formazione di una miscela bifase che viene piu' facilmente scaricata all'interno del guscio piuttosto che nell'olio che effettivamente sigilla l'entrata nella camera della molla. Quando la miscela bifase viene scaricata all'interno del guscio, essa incontra il refrigerante compresso che viene scaricato dal cilindro attraverso la marmitta di scarico e viene catturata da esso e trasportata dal compressore all'interno del sistema. In aggiunta ai problemi dovuti alla perdita di olio dal compressore, si verifica un degrado del processo di trasferimento termico nel sistema dovuto alla presenza di olio in eccesso. La presente invenzione limita il collegamento tra i fluidi tra la camera della molla e la coppa dell’olio mentre viene mantenuto un collegamento libero con l’interno del guscio. Di conseguenza l'olio può' essere aspirato nella camera della molla in una quantità' sufficiente a garantire la lubrificazione della paletta impedendo pero ' che l'olio venga ponzato al di fuori del compressore.

Uno scopo della presente invenzione consiste nel impedire che l'olio venga pompato al di fuori di un compressore rotativo.

Uno scopo della presente invenzione consiste nel assicurare un allagamento piu’ sicuro a tutte le velocita’ di lavoro.

Un ulteriore scopo consiste nel ridurre il rumore e le perdite di potenza dovute al pompaggio dell'olio attraverso la paletta. Questi scopi e altri ancora descritti in seguito, sono ottenuti dalla presente invenzione .

Fondamentalmente un collegamento limitato e' realizzato tra la coppa dell'olio e la camera della molla per cui l'effetto di pompaggio della paletta agisce principalmente sul refrigerante ad alta pressione nel guscio. Sussiste un collegamento sufficiente a permettere la lubrificazione della paletta.

Per una completa comprensione della presente invenzione, si deve fare riferimento ora alla seguente descrizione dettagliata della stessa in collegamento con i disegni allegati, in cui:

la fig. 1 mostra una vista in sezione della scatola di un compressore verticale a pistone volvente ;

la fig. 2 mostra lina vista dal fondo della scatola e del cuscinetto di estremità' della fig. 1;

la fig. 3 mostra una vista in sezione lungo la linea 3-3 della fig. 2;

la fig. 4 mostra una vista in sezione lungo la linea 4-4 della fig. 2;

la fig. 5 corrisponde alla fig. 3 ma con aggiunta la struttura;

la fig. 6 corrisponde alla fig. 4 ma con aggiunta la struttura; e

la fig. 7 mostra ima vista parziale in sezione della copertura paletta lungo la linea 7-7 della fig.

2.

In fig. 1, il numero 10 indica globalmente un compressore a paletta fissa o a pistone volvente con un guscio o scatola 12 e un condotto di aspirazione 14. La scatola del compressore 16 e' fissata nel guscio 12 e presenta un foro pistone cilindrico 16-1 esteso assialmente formato al suo interno. Il foro radiale 16-2 e' formato nella scatola 16 e permette il passaggio del fluido tra il condotto di aspirazione 14 e il foro del pistone 16-1. Il pistone 20 e' disposto in modo eccentrico sull'albero eccentrico 18 e rotola lungo la parete del foro pistone cilindrico 16-1 e interagisce con essa in modo da delimitare una camera a forma di mezzaluna, la quale, come mostrato, e' divisa dalla paletta 22 nella camera di aspirazione S e nella camera di compressione C.

L'asse A-A che appare in fig. 1 come il punto A rappresenta la linea centrale del guscio 12 e del foro 16-1 cosi come l'asse di rotazione dell'albero eccentrico 18. La molla 24 e' disposta nella camera molla 16-4 e spinge la paletta 22 a contatto con il pistone 20. Durante il funzionamento, la paletta 22 si muove alternativamente rimanendo a contatto con il pistone 20 mentre il pistone 20 rotola attorno alla parete del foro 16-1. La linea di contatto tra il pistone 20 e la parete del foro 16-1 raggiunge la paletta 22, il cui scomparto 16-3 si apre nel foro 16-1 e nella camera molla 16-4 al termine della corsa di scarico. Il gas caldo e compresso scaricato, con un impulso di corrente, dalla camera di compressione C attraversa in sequenza l'apertura di scarico, lo scarico, l'interno del guscio 12 e fuoriesce in un condotto di scarico (non mostrato), come usuale per un compressore rotativo a lato elevato. Il moto alternativo della paletta 22 mentre segue il movimento del pistone 20 può' provocare la formazione di un effetto di pompaggio rispetto al fluido nella camera della molla 16-4, in determinate condizioni. In particolare, delle valvole di ritegno o dei dispositivi equivalenti a basse velocita' o la cavitazione alle alte velocita' producono un effetto di pompaggio. La riduzione del livello dell’olio e la conseguente mancanza di lubrificazione rappresenta il problema specifico affrontato dalla presente invenzione. Quando la paletta 22 oscilla a 90-120 Hz, le corse di aspirazione presentano una durata tra 0,004 e 0,006 secondi, cosi come le corse di scarico. Questa rapida riduzione della pressione produce un flusso bifase che viene scaricato nel guscio per via della resistenza della coppa olio rispetto al flusso bifase nella coppa. Il flusso bifase nel guscio viene catturato facilmente dai gas di scarico e viene trasportato dal compressore 10 nel sistema creando quindi dei potenziali problemi di lubrificazione nel compressore 10.

La fig. 2 mostra una vista dal basso della struttura interna della fig. 1 e rappresenta la struttura che e' esposta alla coppa olio e comprende il cuscinetto di estremità' pompa 26 che e' fissato in modo adeguato alla scatola o cilindro 16. La copertura foro paletta 30 e' disposta nella camera della molla 16-4 dal lato del cuscinetto pompa del cilindro 16. Le fig. 3 e 4 mostrano l'interazione tra la copertura del foro paletta 30 e il cilindro 16 che forma uno scomparto di nominali 0,014 pollici 32 che delimita l'apertura di comunicazione del fluido tra la coppa olio e la camera della molla 16-4. La fig. 5 e' simile alla fig. 3 ma aggiunge delle parti mostrate in fig. 1 cosi come la coppa olio 28. In modo simile, la fig. 6 corrisponde alla fig. 4 ma con aggiunta la paletta 22 e la molla 24.

La fig. 7 mostra la copertura foro paletta 30 come mostrata in fig. 4 e 6 ma con il lato sinistro, visto come in fig. 7, non sezionato. La copertura foro paletta 30 e' preferibilmente realizzata in acciaio per molle e presenta una forma sostanzialmente cilindrica con una estremità' chiusa. Due bracci 30-1 e 30-2 sono formati in modo da sporgere dalla parte cilindrica e sono piegati verso l'esterno di 90° per cui essi interagiscono con il cilindro 16 in modo da determinare la profondità' di entrata della copertura del foro paletta 30 nella camera della molla 16-4 e quindi la larghezza dello scomparto 32. Una pluralità' di linguette punzonate distanziate nel senso della circonferenza, di cui sono mostrate la 30-3 e 30-4, servono per tenere in posizione la copertura 30 . Per permettere il movimento alternativo della paletta 22 nella camera a molla 16-4, degli scomparti 30-5 e 30-6 sono formati nella copertura 30.

La presenza della copertura 30 modifica il funzionamento precedentemente descritto realizzando un restringimento, dato dallo scomparto 32, tra la coppa olio 28 e la camera a molla 16-4. Di conseguenza il movimento della paletta 22 nella camera a molla 16-4 in modo da realizzare una corsa di aspirazione aspira piu' facilmente del refrigerante gassoso ad alta pressione dal guscio nella camera a molla 16-4. Una certa quantità' di olio fluisce nella camera 16-4 in modo che la paletta 22 viene mantenuta lubrificata ma viene drasticamente ridotto il pompaggio di olio da parte della paletta 22.

Anche se e' stata descritta e illustrata una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, agli esperti del ramo appariranno evidenti altre possibile variazioni . Si intende quindi che il campo della presente invenzione e' limitato solo dal campo indicato nelle rivendicazioni allegate.

Claims (3)

1. Rivendicazioni 1 . Conpressore ermetico verticale a lato elevato (10) comprendente un guscio (12) contenente una scatola (16) disposta nel guscio e separante il guscio in una coppa olio (28) e una camera di scarico, una camera molla (16-1) nella scatola che si estende tra la coppa olio e la camera di scarico, un foro pistone (16-1) nella scatola, un pistone (20) nel foro pistone, dei mezzi eccentrici (18) che azionano il pistone, uno scomparto paletta (16-3) nella scatola che si estende tra la camera a molla e il foro pistone, una paletta (22) nello scomparto paletta, un mezzo a molla (24) disposto nella camera a molla e spingente la paletta a contatto con il pistone, per cui la paletta oscilla nella camera a molla con un effetto di pompaggio, e caratterizzato da mezzi di restringimento del flusso (30, 32) che restringono il flusso tra la coppa olio e la camera a molla per cui l'effetto di pompaggio agisce principalmente sulla camera di scarico.
2. 2. Compressore secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di restringimento del flusso sono costituiti da una copertura del foro paletta (30) inserita nella camera a molla dalla coppa olio che interagisce con la scatola compressore in modo da delimitare uno scomparto (32) che costituisce i mezzi di restringimento .
3. 3. Compressore secondo la rivendicazione 2, in cui la copertura permette il movimento libero della molla e della paletta nella camera a molla.