MXPA01000948A - Retroajustes de descarga rapida. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un aparato de retroajuste para expulsar rapidamente presion de aire de uno o mas interenfriadores conectados en comunicacion de fluidos entre dos cabezas de baja presion de un compresor de aire y una cabeza de alta presion del compresor. El aparato de retro ajuste comprende una valvula de descarga, un cabezal central para conectar generalmente los interenfriadores a la cabeza de alta presion, y medios para conectar la valvula de descarga al cabezal central para efectuar una descarga rapida de aire presurizado del cabezal y los interenfriadores conectados al mismo, cuando la valvula recibe una señal de descarga del compresor.

Description

RETROAJUSTES DE DESCARGA RÁPIDA Campo del Invento La presente invencion se refiere, en general, a estructuras de distribuídor de retroajuste para expulsar en forma rápida, aire procedente de dos interenfriadores conectados para recibir 1; presión de aire procedente de los cilindros de baja pr< sión de un compresor de aire. En lo sucesivo, los interenfriadores representarán volúmenes de los centros de enfriamiento de los dos interenfriadores y to?os los conectores/tuberías asociados, los cuales, también, tienen sus propios volúmenes que, de acuerdo con los principios de la presente invención, deben ser expulsados en forma rápida.

Antecedentes del Invento La patente Norteamericana No. 5,106,270 de Goettel, y asociados, describe un ccompresor de aire que comprende dos cilindros de baja presión y cabezas de cilindro, en donde cada una de las cízales descarga el aire de baja presión en dos interenfriacores respectivos, para enfriar el aire comprimido antes d que éste entre a una conexión de distribuidor común y a una brida de entrada de un cilindro de alta presión y a una cabeza de cilindro, También está disponible un diseño de un centro del interenfriador simple, que recibe colectivamente, el aire descargado desde dichas cabezas de cilindro de baja presión, y enfría el aire antes de que entre a la brida de entrada de la cabeza de alta presión, durante la segunda etapa de la compresión. Se ha conectado una válvula de descarga a la parte del fondo del pleno inferior del interenfriador de tipo simple, para expulsar en forma rápida el aire presurizado antes de que se arranque 1 motor eléctrico que opera al compresor. Dicha descrip ion se hace en la Solicitud de Patente Norteamericana también pendiente Serie No. 09/113,983, presentada e: 10 de Julio de 1998, cuya solicitud está asignada al cesionario de la presente solicitud, y está incorpoi ada en su totalidad a la misma como referencia. El compresor en la solicitud incorporada anterior, y en otros compresores, y en el de la patente de Goettel y asociados mencionada anteriormente, puede ser operado por un motor eléctrico, aunque en tiempos pasados, los compresores en locomotoras eran operados directamente por el motor diesel de la loefmotora. De esta forma, aunque el motor diesel era desactivado, el compresor continuaba operando, aunque en la velocidad inactiva más lenta del motor diesel. compresor regresa, por upuesto, esencialmente a la misma velocidad que la del alternador (y la operación mecánica del motor diesel , menos cualesquiera pérdidas, por supuesto. Si el compresor puede operar más rápido que la velocidad del motor (tal como una velocidad inactiva) , para asegurar una salida de aire comprimido que supera las pérdidas de la línea del tren, existirá únicamente la necesidad de reducir el número de polos activos del motor. Por ejemplo, si e 1 número de polos del motor es reducido a la mitad, el compresor operará al doble de velocidad del motor diesel /alternador. De esta forma, la tripulación de la locomiotora puede operarla, a una velocidad del motor más lenta (para ahorrar combustible y reducir el desgaste del motor) , mientras que al mismo tiempo, produce una cantidad suficiente de aire comprimido para los frenos y otros aparatos operados en forma neumática. Cuando se requiere una presión de aire adicional, el motor del compresor recibe señales para operar a la velocidad más rápida Cuando esto ocurre, el compresor es descargado (expulsado) de la presión de aire, de modo que pueda arrancar (transición) bajo condiciones de descarga, Cuando el compresor es d •scargado, gira libremente y, por lo tanto, ejerce una carga muy ligera sobre el motor eléctrico. Si se requiere que el motor arranque o que realice una transición contra una carga de presión en el compresor, puede aparecer el rotor del compresor para que el motor sea cerrado con seguro, y puede, de este modo, encender el motor confcrme el motor extrae grandes cantidades de corriente, para superar la fuerza de compresión en el compresor El rotor del compresor, incluye un cigüeñal que opera los pistones loca Lizados en los cilindros del compresor. Los pistones son el mecanismo, mediante el cual, se forma el aire comprimido en el compresor. Por lo tanto, es comprensible que con presión de aire en los cilindros que actúan cont a los pistones y por lo tanto, contra el cigüeñal del compresor, el motor eléctrico conectado para operar el compresor, tenga dificultad para operar la rotación del ciguüeñal . El compresor de ai e, normalmente se descargará cuando el incremento én la presión del depósito principal, alcance aprox Lmadamente 965266.4 Newtons/m2 (hacer conversión) . En este punto, un regulador del compresor o un interruptor de control del compresor, admite aire para una lín ;a del descargador conectada a las válvulas de entrada leí descargador localizadas en las cabezas del cilindre del compresor para mover y sujetar la válvula de ntrada fuera de su asiento, evitando, de este modo, uña compresión de aire adicional. Los cilindros, las cabezas de cilindro y el (los) interenfriador (es) , son descargados a la atmósfera a través de un respiradero de expulsión que se encuentra en la válvula del des argador. La presión del interenfriador, se descare a a la atmósfera por medio de las válvulas y respiraderos del descargador. Dicho desahogo del descargad r, toma aproximadamente 25 segundos . Anteriormente, este período de tiempo no era importante, debido a q?e el compresor era operado constantemente por el motor diesel de la locomotora, y sería cargado y descargado conforme fuera necesario (bajo el control del regulador mencionado anteriormente) . El tiempo que toma un motor de configuración de polo doble para realizar la transí :ión, de su operación a una velocidad relativamente lenta (doce polos) hasta su operación a una velocidad doblemente rápida (seis polos) , es del orden de desde do¡ a tres segundos. De ahí que, cuando el motor cambia la velocidad, todavía puede existir presión de aire eñ la cabeza de alta presión del compresor, tal como es suministrada, por ejemplo, por los dos interenfriadores que se describen en la patente de Goettel y asociados, anteriormente mencionada. Por lo tanto, es importante que la presión de aire en ambos cilindro de alta presión, En una modalidad de la presente invención, se perfora un agujero en una pared del fondo de dicho cabezal central, y se suelda una protuberancia hueca a dicha pared del fondo en la ubicación del agujero perforado. Se conecta una válvula de purga o de descarga, en comunicación con la ] rotuberancia hueca, y por lo tanto, con el agujero perforado y con el interior del cabezal central. En una segunda modalidad de la presente invención, se adhiere una ménsula a la brida del cilindro de alta presión del cabezal de interconexión, utilizando los tornillos que unen el capezal con el cilindro de alta presión, sirviendo las ménsulas para montar la válvula de purga inmediatamente debaj o del cabezal central de interconexión. La válvula. de purga es conectada a un puerto ya existente en la pared del cabezal, mediante una sección de manguera corta. En una tercera modal dad de la presente invención, se atornilla un accesorio adaptador en una apertura roscada superior existente, la cual recibe y monta la válvula de alivio mencionada anteriormente. El adaptador, está provisto con aperturas laterales opuestas, una de las cuales, recibe la valvula de descarga mientras que la otra, recibe una boquilla roscada de una válvula de purga En las tres modalidades, la válvula de purga o de descarga está localizada entre los dos interenfriadores en la ubicación de la cjonexión del interenfriador al cilindro de alta presión, de modo que cuando se activa la válvula de purga mediante una señal piloto, la cual ordena la descarga del compresor, la presión de aire es inmediatamente descargada desde los dos interenfriadores, las cabezas de cilindro ?e baja presión y la cabeza de cilindro de alta presión. En este punto, cuando un motor propulsor inicia los cambios de velocidad, los interenfriadores y la cabeza de alta presión del compresor, son descargados! del aire presurizado, de modo que el motor puede arrancar o realizar una transición en una condición descargada Por lo tanto, es iin objetivo principal de la presente invención, proporcionar una o más estructuras de retroajuste simples para soportar una válvula de purga en una ubicación entre dos interenfriadores para una descarga rápida de la presion de aire del interenfriador, incluyendo los volúmenes de las tuberías y ajustes asociados, cuando el aire comprimido de un compresor de aire, alcanza un ajuste de presión del descargador del regulador del compresor. Esto permite que ocurra un cambio de velocidad en el motor del compresor, en un compresor substancialmente descargado El objeto anterior, así como varios objetivos y ventajas adicionales de la presente invención, podrán ser apreciados por los expertcs en el arte de los compresores de aire, a partir de la consideración de la siguiente descripción detallada de la presente invención, particularmente, cuando dicha descripción sea tomada en relación con las Figuras que se encuentran continuación.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1, es unff vista en perspectiva de un compresor de aire de tres etapas, en el cual, la conexión del distribuidor del cabezal central del arte previo, normalmente conecta las salidas de los interenfriadores a la entrada de un cilindro de alta presión, La Figura 2 , es una vista en perspectiva del cabezal central de intercotnexión de la Figura 1, provisto con una protuberancia hue a soldada a la pared inferior del cabezal, y que soporta la válvula de descarga inferior en una comunicacion de fluidos con el interior del cabezal, La Figura 3, es una vista en perspectiva de una ménsula en forma de L, conectada a la brida de alta presión del cabezal centra 1 y que soporta una válvula de descarga conectada en comunicación de fluidos con el interior del cabezal, me liante el uso de una manguera conectada a un puerto exi tente en una pared lateral del distribuidor del cabezal, Y La Figura 4, es una vista en perspectiva de una tercera modalidad de la presente invención, en la cual un adaptador hueco simple es atornillado en un puerto superior del cabezal existente, en donde el puerto recibe y sostiene la válvula de alivio de presión mencionada anteriormente, teniendo el adaptador dos aperturas o puertos laterales para r cibir en forma respectiva, la válvula de alivio en un extremo del adaptador y, una válvula de purga en el otro extremo del adaptador.

Descripción Detallada del Invento Antes de proceder cor. una descripción más detallada de la presente invención, se debe observar que, con el propósito de una mayor claridad y entendimiento de la misma, los componentes idénticos que tienen funciones idénticas, han sido identj ficados con los mismos números de referencia en todas las diferentes vistas ilustradas en las figuras de los dibujos. Haciendo referencia ahora a la Figura 1 de los dibujos, se muestra un cibezal central del arte previo 10, que normalmente cónecta las salidas de dos interenfriadores 12 a la apertura de entrada de una cabeza de cilindro de alta presión 14 de un compresor de aire de tres cilindros 1 6. Los dos cilindros de baja presión, están marcados cdn el número 17. Una válvula de alivio de presión 18, se muestra montada sobre conectada al interior del cabezal central 10. Un motor propulsor ( o mostrado) , está conectado de forma mecánica a una flechéa 19 del compresor, para operar el compresor en una forma bien conocida. El cabezal central 1 0 es un distribuidor fundido, integral, de una pieza, que tiene una extensión central 20 y dos extensiones 22 1ocalizadas en ángulos rectos a los ejes de la extensión central . La extensión 20, tiene una brida integral 21 qua está atornillada a una cara rebordeada 21A del cilindro 14, utilizando los tornillos 21B La extensión 22 t ene bridas integrales 23 para atornillarse en las salidas rebordeadas 24 de los interenfriadores 12. La Solicitud de Patente Norteamericana también pendiente Serie No. 09/113 ,983, mencionada anteriormente, describe un ensamble de válvula anterior (mostrado en la Figura 1 de la solicitud) para expulsar (desahogar a la atmósfera) la presión de aire que se encuentra en una cabeza de cilindro y en un interenfriador, cuando se comunica una señal neumática de descarga al ensamble de la válvula de descarga. En locomotoras, la señal de una en cada interenfriado Si únicamente una de dichas válvulas se utilizara para descargar dos interenfriadores, el interenfriador alejado del interenfriador que tiene .a válvula de descarga, tendría que descargarse en serie i través del interenfriador que tiene la válvula. Esto p )dría prolongar la descarga de los interenfriadores, de modo que el cambio rápido (dos segundos) de un motor electrico de configuración de dos polos, tendría que arrancar contra un compresor cargado, En una primera modalidad de la presente invención (Figura 2), la localización central del cabezal 10, se utiliza para descargar db manera simultánea y por lo tanto, rápida, ambos interenfriadores 12 de una unidad interenfriadora doble y del cilindro de alta presión asociado de un cómpreseir de aire, al cual, están conectados los interenfri,tdores. Esto es efectuado por medio de un retroaj usté simple del cabezal, proporcionando un agujero 25 (mostrado en el contorno punteado de la Figura 2 de: los dibujos) , en una parte de la pared inferior del cabezal, y posteriormente, soldando un miembro de protuberanc: .a 26 a la sección de la pared inferior, tal como es indi cado por el reborde soldado 28 de la Figura 2 de 1os dibujos. El miembro de protuberancia, tiene un pasaje 30 (también mostrado en el contorno punteado de la Fi gura 2) , que se extiende hacia abajo a través del cuerpo de la protuberancia, en donde el extremo superior óe dicha protuberancia está localizada en alineación con la apertura 25, cuando dicha protuberancia está sol .dada al cabezal 10. El extremo inferior del pasaje 30, está alineado con un puerto 31 de una válvula de descarga 32 cuando dicha válvula está adherida de forma adecuada, tal como por medio de tornillos 33, al extremo inferior de la protuberancia. En la vista de la Figura 2, únicamente se puede observar uno de dichos tornillos. Por lo tanto, cuando la válvula 32 recibe una señal neumática de descarga, el aire comprimido pasa rápidamente desde el cabezal central 10 a través de la apertura 25 proporcionad en el mismo, hacia abajo a través del pasaje 30 que se encuentra en la protuberancia 26, y a través de un puerto de escape grande (no visible en la Figura 2) de la válvula 32. Ahora, el motor propulsor del compresor puede arrancar contra un cilindro de alta presión 14 deseargado (Figura 1) , y los cilindros de baja presión 17 deseargados del compresor. Cuando la señal de descarga es eliminada de la válvula 32, se cierra su óuerto de escape de modo que el compresor puede comprimir aire, bajo la potencia mecánica proporcionada por su motor propulsor .

La Figura 3 de los dibujos, muestra una segunda modalidad de retroajust i de la presente invención, utilizando, nuevamente, la localización central conveniente del cabezal 10. En esta modalidad, una ménsula en forma de L 34 está atornillada a la cara rebordeada 21A del cilindro 14 (Figura 1) , utilizando los tornillos 21B (o tornillo >s de tipo similar) , utilizados ordinaria y originalmente para atornillar la brida 21 del cabezal 10 al cilindro. En este caso de la Figura 3, los tornillos 21B atornillan tanto la ménsula 34 como la brida 21 del cabezal central a la brida 21A del cilindro 14 (Figura 1) . En la Figura 3, la m nsula 34 está provista con una apertura o pasaje vertica 36 para recibir en su extremo superior un accesorio hue o 38. Su extremo inferior está alineado con un puerto (nó visible en la Figura 3) de la válvula de descarga 32, a egurada a la parte inferior de la ménsula por medio de los tornillos 33, en donde únicamente uno de estos se puede observar en la Figura 3. De esta forma, la vá vula 32 está conectada en comunicación de fluidos coh el accesorio 38, por medio de la apertura 36 proporcionatia en la ménsula 34. Tal como se puede ob Servar en la vista del cabezal central 10 original, ilu strado en la Figura 1 de los Dibujos, los tapones 40 se utilizan generalmente para tapar los agujeros provistos en la pared del cabezal. En la modalidad de la Figura 3, el tapón más cercano al accesorio 38, es removid ) del cabezal para revelar un puerto 42 (en la Figura 1 ), y una manguera flexible 44, mostrada en el contorno punteado de la Figura 3 , que está conectada entre el accesorio 38 y un puerto 42 (nuevamente, visible únicamente en la Figura 2), proporcionado en la pared lateral del cabezal 10. Si el tapón 40 y el puerto 4 2 están roscados, el extremo superior de la manguera . 4 puede estar provisto con un adaptador roscado (no mostrado) , para atornillarlo dentro del puerto 42. De manera similar, e accesorio 38 puede tener una boquilla con un extremo superior roscado para atornillarlo con el extremo superior roscado en su interior del pasaje 36 proporcionado en la ménsula 34. Nuevamente, cuando la válvula 32 recibe una señal de descarga, se abre un puerto de escape 45 (Figura 3) de la válvula y el aire comprimido fluye libre y rápidamente desde el cabezal central 10, hacia, y a través de la manguera 42 al accesorio 38 y a través del puerto de escape 45 de la válvula 32. De esta forma, el motor propulsor del compresor puede arrancar o cambiar velocidades, en la condición de un compresor descargado.

La Figura 4 de los dibujos, muestra una tercera tf modalidad de la presente Invención, en la cual, un tapón superior 40 se remueve de 1 cabezal central 10, que será reemplazado por un accesorio adaptador 46 que tiene una boquilla hueca integral 4 8, para atornillarla dentro de la apertura del .cabezal que originalmente recibió la válvula de alivio de presión 18 (Figura 1) . El accesorio adaptador 46, tiene un pasaje transversal 50 (ilustrado en el contorno punteado de la 10 Figura 4), conectado en comunicación de fluidos directa con el interior hueco de la boquilla 48 a través de la perforación 57 localizada generalmente en forma normal al eje del pasaje 50 y en una comunicación de fluidos directa con una válvul de alivio de presión 18, 15 localizada en un extremo del accesorio, pero ahora, en una posición horizontal En el otro extremo del accesorio, se encuentra una válvula de descarga 32; su puerto de escape 45 está orientado hacia afuera del ensamble del adaptador 46, la válvula de alivio 18 y la 20 válvula de descarga 32. De este modo, el cabezal central es retroajustado de una manera conveniente para producir, tanto el alivio de la resión, como la expulsión de descarga del par de inten nfriadores 12. No se necesita un aparato nuevo costoso, por ejemplo, en esta modalidad 25 solamente se requiere el accesorio adaptador simple 46.

Los extremos opuestos y el pasaje transversal 50 del accesorio adaptador pueden ser roscados para recibir rápidamente las boquillas roscadas de la válvula de alivio 18 y la válvula de descarga 32. En las tres modalidades de la presente invención, la localización central del cabezal 10 se emplea para descargar de forma rápida los interenfriadores dobles 12 y todas sus tuberías y cpnductos asociados, así como el cilindro de alta presión 14 del compresor 16, de modo que el compresor puede arrancar y/o cambiar las velocidades en una forma descargada. De manera similar, en las tres modalidades, el cabezal central 10 se uti! iza "tal como es", excepto por el agujero 25 proporcionado en la pared del cabezal de la primera modalidad (Figura 2), para la comunicación con el pasaje interior 30 de la protuberancia 26, la cual está soldada a la pared del cabezal . Aunque las modalidad s actualmente preferidas para llevar a cabo la pr£senté invención, han sido establecidas con detalle anteriormente, los expertos en el arte de las válvulas de descarga, al cual pertenece la presente invención, reconocerán varias formas alternativas de practica: la presente invención, sin salirse del espíritu y aleanee de las Reivindicaciones de la presente invención adjuntas a la misma

Claims (1)

1. central en una ubicación de una apertura proporcionada en una pared de dicho cabezal . 3. El aparato ta como se describe en la Reivindicación 2, caracte -izado además porque el miembro de protuberancia hueco está soldado al cabezal central. 4. El aparato ta como se describe en la Reivindicación 1, caracterizado además porque el medio para conectar la válvula <fle descarga al cabezal central, es una manguera conectad y que se extiende entre dos puertos proporcionados, Respectivamente, en el cabezal central y en la válvula de descarga . 5. El aparato tai como se describe en la Reivindicación 1, carácterizado además porque para montar la válvula de descarga en forma próxima al cabezal central se utiliza una méhsula, utilizando tornillos que conectan el cabezal con una apertura rebordeada del cilindro de alta presión 6. El aparato tai como se describe en la Reivindicación 1, caracte]rizado además porque el medio para conectar la válvula i e descarga al cabezal central, es un accesorio adaptador que tiene una boquilla roscada para atornillarla en una apertura roscada proporcionada en una pared de dicho cabezal central, teniendo dicho acce lorio, dos aperturas opuestas localizadas en ángulcs substancialmente rectos a la boquilla roscada, y conectados en comunicación de fluidos con la apertura roscada proporcionada en la pared de dicho cabeza central . 7. Un aparato para pxpulsar rápidamente presión de aire de los dos intterenfriadores conectados en comunicación de fluidos entre las dos cabezas de baja presión de un compresor de aire, y una cabeza de alta presión del compresor, en donde el aparato comprende: un cabezal central para conectar en forma normal los dos interenfriadores a la cabeza de alta presión del compresor, una apertura proporcionada en una pared de dicho cabezal central, una protuberancia hueca, conectada a dicha pared en la ubicación de dicha apertura, y una válvula de de:scarga montada sobre dicha protuberancia, de tal forma que conecte la válvula en comunicación de fluidos con la apertura proporcionada en dicno cabezal central, y de este modo, en comunicación de fluidos con el interior de