ITTO20080175U1

ITTO20080175U1 - Compressore a paletta ferma

Info

Publication number: ITTO20080175U1
Authority: IT
Inventors: Junli Chen; Ainong Geng
Original assignee: Zhejiang Hongyou Air Compressor Man Ufacturing Co
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2010-04-24
Also published as: CN101387296A; WO2010045767A1; DE202009000009U1

Description

Compressore a paletta ferma

Descrizione

Campo tecnico

La presente invenzione si riferisce a un compressore e, più precisamente, a un compressore a paletta e, più precisamente, a un compressore a paletta ferma.

Stato della tecnica

Il compressore rappresenta l’elemento chiave meccanico dei vari impianti di compressione di gas, e viene utilizzato largamente nei settori di petrolio, industria chimica, dinamica e industria leggera. Come una serie di compressori, quelli caratterizzati dalla struttura di paletta scorrevole sono di gran quantità, diffusione ed influenza nel settore, compresi: compressore a pistone rotante, compressore a rotore pendolare e compressore a paletta scorrevole. Tutti questi compressori menzionati appartengono ai compressori rotativi. Rispetto ai compressori alternativi, hanno i vantaggi di: volume piccolo, peso leggero, struttura semplice e alto equilibrio dinamico, e perciò vengono utilizzati in un vastissimo campo d’impieghi che vanno dalla compressione d’aria, alla refrigerazione, alla climatizzazione.

Però, i tradizionali compressori rotativi a palette hanno un difetto comune: possiedono sempre una o più palette in moto alternativo, rotativo o pendolare. Da ciò derivano due problemi: primo, nel moto esiste sempre interstizi di collaborazione, ad esempio, quello tra paletta e cilindro, o quello tra paletta e coperchi. Questo provoca non solo la perdita dell’emissione interna del compressore, ma anche la perdita d’attrito. In secondo luogo, come notato da tutti, nel moto esiste anche la forza d’inerzia, per esempio, inerzia alternativa nel moto alternativo della paletta, inerzia centrifuga nel moto rotativo della paletta, inerzia pendolare nel moto pendolare della paletta. L’esistenza di tutte queste forze d’inerzia causerà il peggioramento dell’equilibrio dinamico del compressore, e di conseguenza anche vibrazione e rumore.

L’invenzione

In riferimento ai suddetti problemi esistenti nei tradizionali compressori rotativi a palette, la presente invenzione prevede un compressore a paletta ferma, al fine di risolvere efficacemente il problema di emissione e attrito tra paletta e cilindro, tra paletta e coperchi, e inoltre ridurre la complessità dell’equilibrio dinamico del compressore.

Per raggiungere l’obiettivo sopra indicato, la strategia tecnica applicata nella presente invenzione è: prevedere un compressore a paletta ferma. Tale compressore a paletta ferma comprende un rotore, un cilindro, una paletta, un albero rotante e coperchi. Il rotore ha una superficie esterna cilindrica. Il cilindro ha una superficie interna anulare. La paletta ha una forma piatta. L’albero rotante ha una superficie esterna cilindrica. Il rotore è chiuso in modo disassato dentro al cilindro, con l’asse parallelo a quello del cilindro. La superficie esterna del rotore comunica in modo tangenziale con la superficie interna anulare del cilindro, e l’asse del rotore gira intorno all’asse del cilindro. L’estremo esterno della paletta si collega ermeticamente con detto cilindro, e i due estremi laterali della paletta si collegano ermeticamente con i coperchi corrispondenti. La paletta, il cilindro e i coperchi sono componenti fermi, cioè la paletta è ferma e non partecipa al moto. Il rotore è dotato di una scanalatura circolare parallela all’asse del rotore, dentro la quale si inserisce l’albero rotante che ruota in modo concorde. Sull’albero rotante si apre una corrispondente scanalatura scorrevole che ha forma piatta. Nella scanalatura scorrevole, che è parallela all’asse della scanalatura circolare, viene inserita la paletta che scorre in modo concorde.

La presente invenzione adopera la struttura ferma composta da paletta, cilindro e coperchi. Da un lato, si eliminano l’interstizio di collaborazione e il moto relativo tra la paletta, il cilindro e i coperchi, riducendo le perdite di emissione e d’attrito; dall’altro lato, la paletta non è un componente in moto ma in stato fermo, quindi non si richiede di tener conto dell’equilibrio dinamico, cioè si può semplificare l’equilibrio dinamico del compressore.

Breve descrizione delle figure

In seguito il trovato sarà illustrano ulteriormente con riferimento alle figure e ad una forma di realizzazione esemplificativa.

In figura 1 viene mostrata la struttura di un esemplare applicativo del compressore a paletta ferma descritto nella presente invenzione.

In figura 2 vengono mostrati la teoria e il ciclo di lavoro del compressore a paletta ferma descritto nella presente invenzione.

Descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita

La figura 1 e la figura 2 illustrano la struttura di un esemplare applicativo e la teoria di lavoro del compressore a paletta ferma descritto nella presente invenzione. In tale esemplare applicativo, il compressore a paletta ferma comprende un rotore (1), un cilindro (2), una paletta (3), un albero rotante (4) e due coperchi (non indicati nelle figure). Il rotore (1) ha una superficie esterna cilindrica. Il cilindro (2) ha una superficie interna anulare. La paletta (3) ha una forma piatta. L’albero rotante (4) ha una superficie esterna cilindrica. Il rotore (1) è chiuso in modo disassato dentro al cilindro (2). L’asse del rotore (O1) è parallelo all’asse del cilindro (O2), e la distanza tra questi due assi è l’eccentricità del rotore (1) rispetto al cilindro (2). L’asse del rotore (O1) ruota intorno all’asse del cilindro (O2), e la superficie esterna del rotore (1) è in comunicazione tangenziale con la superficie interna anulare del cilindro (2) (in cui si consente di inserire un interstizio di moto o un interstizio a velo d’olio). La paletta (3) è parallela all’asse del cilindro (O2). L’estremo esterno della paletta si collega ermeticamente con il cilindro (2). La miglior disposizione della paletta (3) è con la direzione contraria a quella del profilo del cilindro (2). I due estremi laterali della paletta (3) si collegano ermeticamente con i coperchi corrispondenti (non illustrati nelle figure). Si richiede particolare attenzione al fatto che il collegamento ermetico indica il sistema di collegamento come collegamento di calettatura, collegamento di cardine, collegamento tramite vite, collegamento tramite rivetto, collegamento di saldatura o d’interferenza, collegamento attaccaticcio. Si può verificare anche una connessione stretta ed ermetica, oppure si può realizzare un rivestimento sul punto di collegamento con materiali ermetici come gomma, plastica, piastra ottonina, guarnizione di carta, fibra e adesivo sigillante. La paletta (3) indicata nelle figure è calettata con il cilindro (2) ermeticamente. La caratteristica principale della presente invenzione è che il cilindro (2), la paletta (3) e i coperchi sono in stato fermo e non partecipano al moto. Il rotore (1) è dotato di una scanalatura a forma di arco circolare (5) parallela all’asse del rotore (O1). L’asse della scanalatura circolare è O3. Dentro alla scanalatura a forma di arco circolare (5) si inserisce l’albero rotante (4) che ruota in modo concorde. Sull’albero rotante (4) si apre una corrispondente scanalatura scorrevole (6) che ha forma piatta. Nella scanalatura scorrevole (6), che è parallela all’asse della scanalatura circolare (O3), si inserisce la paletta (3) che scorre in modo concorde. Nel centro del rotore (1) si colloca un albero (7) per guidare il moto. L’albero (7) può guidare direttamente il rotore (1) (non illustrato nelle figure) o tramite un cuscinetto (8) che può essere rotante oppure scorrevole. Si deve sottolineare anche che l’albero (7) può essere guidato direttamente da un motore elettrico oppure indirettamente dal motore elettrico tramite innesto o cinghia o ingranaggio. Rispetto all’asse del cilindro (O2), l’albero (7) è un bollone disassato. La figura (2) dimostra lo stato di lavoro del compressore, in cui, rispetto al cilindro (2) fermo, il rotore (1) si trova in quattro punti morti: superiore, sinistro, destro e inferiore. Il punto morto superiore indica quando l’asse del rotore (O1) è in posizione più vicina alla paletta (3), ossia la lunghezza della paletta (3) inserita nella scanalatura scorrevole (6) raggiunge il valore massimo. Il punto morto inferiore, invece, indica quando l’asse del rotore (O1) è in posizione più lontana dalla paletta (3), ossia la lunghezza della paletta (3) inserita nella scanalatura scorrevole (6) raggiunge il valore minimo. Non è difficile notare che, da un lato, seguendo il proprio asse (O1), il rotore (1) ruota all’intorno all’asse del cilindro (2), e, dall’altro lato, seguendo il proprio asse (O1), il rotore (1) esegue anche il moto pendolare. La superficie esterna del rotore (1), la superficie interna del cilindro (2) e i due coperchi degli estremi laterali costituiscono uno spazio chiuso a forma di luna crescente, che viene diviso dalla paletta (3) in due cavità, cavità di aspirazione (9) e cavità di compressione (10). Con la rotazione del rotore (1), il volume della cavità di aspirazione (9) aumenta gradualmente e intanto il volume della cavità di compressione (10) diminuisce. È ovvio che solamente sui coperchi o solamente sul cilindro (2) o contemporaneamente sul coperchio e sul cilindro, vengono ricavate la luce d’aspirazione collegata alla cavità d’aspirazione (9) e la luce di scarico collegata alla cavità di compressione (10): ciò costituisce un compressore. Nel presente esemplare applicativo, la luce d’aspirazione (11) viene ricavata sul cilindro (2) e la luce di scarico (12) sul coperchio.

Per raggiungere la pulsione con massima aspirazione ma bassa pressione di scarico, il compressore a paletta ferma può applicarsi ad un sistema multicilindrico composto da parecchi rotori (1), cilindri (2), palette (3) e alberi rotanti (4), di misura uguale o simile. La composizione multicilindrica può essere collegata in parallelo o in serie. Prendendo il collegamento in parallelo come esempio: due cilindri possono collegarsi a forma di “日”, tre a forma di “品”, quattro a forma di “田”, e cinque o più di cinque cilindri possono collocarsi a forma del fiore Mei.

Occorre indicare che gli accessori e i particolari del compressore possono essere realizzati con materiali metallici o non metallici. Il sistema migliore sarà quello di prendere come materiale principale i materiali metallici, per esempio, ghisa, acciaio o acciaio legato, metallurgia delle polveri, in base a cui viene montato, calettato, placcato o rivestito il materiale non metallico, come plastica, gomma, nylon e varie fibre. A tutti questi materiali non metallici si possono aggiungere i materiali resistenti all’abrasione e al calore e riducenti d’attrito, ad esempio, polvere di carbone di legno, grafite, polvere di vetro. Tale sistema permette di ottenere un compressore lubrificante senza olio.

Nel presente esemplare applicativo, alla paletta (3) si applica il sistema consolidato di collegamento per connettersi con il cilindro (2) e i coperchi. Da un lato, si eliminano l’interstizio di collaborazione e il moto relativo tra la paletta (3), il cilindro (2) e i coperchi, riducendo le perdite di emissione e d’attrito; dall’altro lato, la paletta (3) e il cilindro (2) non sono componenti in moto ma in stato fermo, quindi non si richiede di tenere in considerazione l’equilibrio dinamico: ciò può semplificare l’equilibrio dinamico del compressore.

Infine, si deve citare anche che la struttura e la teoria di lavoro del compressore a paletta ferma della presente invenzione possono essere trapiantati in vari pompe o motori fluidi, per esempio, pompa idraulica, pompa di flusso, pompa d’estrazione, pompa a vuoto e motore idraulico, ecc. In qualsiasi impianto sopra indicato, l’applicazione della tecnologia della presente invenzione è soggetta al campo di protezione della presente invenzione.

Claims

Rivendicazioni 1. Compressore a paletta ferma comprendente un rotore (1), un cilindro (2), una paletta (3), un albero rotante (4) e coperchi, detto rotore (1) avendo una superficie esterna cilindrica, detto cilindro (2) avendo una superficie interna anulare, detta paletta (3) avendo una forma piatta, detto albero rotante (4) avendo una superficie esterna cilindrica, detto rotore (1) essendo chiuso in modo disassato dentro al cilindro (2), con l’asse parallelo a quello del cilindro (2), la superficie esterna del rotore(1) essendo in comunicazione tangenziale con la superficie interna anulare del cilindro (2), caratterizzato dal fatto che l’estremo esterno della paletta (3) è collegato ermeticamente con il cilindro (2) e i due estremi laterali della paletta (3) sono collegati ermeticamente con i coperchi corrispondenti, la paletta (3), il cilindro (2) e i coperchi essendo componenti fermi, per cui la paletta (3) non partecipa al moto e viene considerata ferma; e dal fatto che detto rotore (1) è dotato di una scanalatura a forma d’arco circolare (5), dentro la quale si inserisce detto albero rotante (4) che ruota concordemente, sull’albero rotante (4) aprendosi una corrispondente scanalatura scorrevole (6) avente forma piatta, nella scanalatura scorrevole (6) essendo inserita detta paletta (3) che scorre concordemente.
2. Compressore a paletta ferma secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la direzione di collocamento della paletta (3) è contraria a quella del profilo del cilindro (2).
3. Compressore a paletta ferma secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che nel centro del rotore (1) è collocato un albero (7) coassiale.
4. Compressore a paletta ferma secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l’albero (7) guida il rotore (1) tramite un cuscinetto (8).
5. Compressore a paletta ferma secondo le rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che l’albero (7) viene guidato direttamente da un motore elettrico.
6. Compressore a paletta ferma secondo le rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che l’albero (7) viene guidato indirettamente da un motore elettrico tramite innesto o cinghia o ingranaggio.
7. Compressore a paletta ferma secondo le rivendicazioni 1-5, caratterizzato dal fatto che gli accessori e i particolari del compressore sono realizzati con un materiale metallico o non metallico.
8. Compressore multi-cilindri a paletta ferma, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di compressori a paletta ferma secondo la rivendicazione 1 collegati in serie o in parallelo.
9. Compressore a paletta ferma secondo le rivendicazioni 1-7, caratterizzato dal fatto di essere atto all’uso come pompa fluida o motore fluido.