MXPA02000023A

MXPA02000023A - Alojamiento de compresor fundido a presion para compresores centrifugos con una configuracion de voluta real.

Info

Publication number: MXPA02000023A
Application number: MXPA02000023A
Authority: MX
Inventors: George A Adeff
Original assignee: Allied Signal Inc
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2002-07-02
Also published as: AU6066800A; CA2378219A1; DE60022044T2; CA2378219C; KR20020020922A; EP1192360B1; DE60022044D1; BR0011957A; EP1192360A1; ATE302344T1; CN1270103C; HU228101B1; US6193463B1; HUP0201651A2; CN1359452A; JP4636758B2; JP2003503631A; PL352555A1; WO2001000996A1; KR100668162B1

Abstract

Un alojamiento de compresor fundido a presion incluye un forro (10) exterior que tiene una porcion (32) de pared de voluta circunferencial exterior parcial y una proyeccion (34) que rodea la circunferencia de una abertura (30) en el forro (10) que coincide con una insercion (12) que tiene una primera porcion con una pared exterior sustancialmente cilindrica que se recibe en la abertura (30) en el forro (10) de salida e incluye una entrada. La insercion (12) tiene una segunda porcion que se extiende radialmente hacia fuera e incluye una proyeccion (28) de correlacion para el acoplamiento con la proyeccion (34) del forro exterior para formar una porcion de pared de voluta circunferencial interior. Una placa (14) de apoyo tiene una tercera proyeccion (38) adyacente a su circunferencia exterior que se recibe en un relieve (40) en el forro (10) de salida y completa la porcion de pared de voluta circunferencial exterior. La proyeccion (34) de forro exterior tiene una primera saliente (70) que acopla una segunda saliente (72) en la proyeccion de correlacion, la primera y la segunda salientes (70, 72) descienden espiralmente con relacion a un plano de referencia (45) y el relieve (40) tiene una tercera saliente (76) en relacion separada a una cuarta saliente (74) sobre la tercera proyeccion (38), y las tercera y cuarta salientes (76, 74) descienden espiralmente en forma respectiva con relacion al piano de referencia (45).

Description

ALOJAMIENTO DE COMPRESOR FUNDIDO A PRESIÓN PARA COMPRESORES CENTRÍFUGOS CON UNA CONFIGURACIÓN DE VOLUTA REAL ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención: La presente invención se refiere generalmente a alojamientos de compresor fundidos para compresores centrífugos. Más particularmente, la invención proporciona una pieza fundida a presión y método para proporcionar un alojamiento que tiene una conformación de voluta real para la salida del compresor.

Descripción de la Técnica Relacionada: Los alojamientos para compresores radiales son típicamente partes de aluminio fundido que se producen utilizando técnica de fundición en arena o de molde-p debido a la conformación de voluta requerida en el conducto de salida del compresor para el rendimiento aerodinámico.

Anteriormente, el uso de fundición a presión no se empleaba, ya que la conformación de voluta real para el conducto de salida no podia lograrse, lo cual perjudicaba el rendimiento aerodinámico . La fundición a presión es un proceso muy deseable para la producción en volumen debido a la estabilidad dimensional inherente y reproducibilidad para las partes fundidas, asi como para las propiedades del material logradas por el aluminio fundido a presión. Tolerancias más finas y requerimientos de conformación netos se obtienen con mayor facilidad con fundición a presión en comparación con técnicas alternativas. La fundición a presión adicionalmente proporciona una capacidad de volumen de producción más elevada comparada con otros procesos de fundición. Por lo tanto, es deseable proporcionar un alojamiento de compresor fundido a presión teniendo una forma de voluta real en el conducto de salida.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un alojamiento de compresor fundido a presión gue incluye un forro exterior teniendo una porción de pared de voluta circunferencial exterior y una proyección que rodea la circunferencia de una abertura en el forro. Una inserción que tiene una primera porción con una pared exterior sustancialmente cilindrica se recibe en la abertura en el forro exterior e incluye una entrada de aire. La inserción tiene una segunda porción que se extiende radialmente hacia fuera e incluye una proyección de correlación para el acoplamiento con la proyección del forro exterior para formar una porción de pared de voluta circunferencial interior. Una placa de apoyo tiene una tercera proyección adyacente a su circunferencia exterior que se recibe en un relieve en el forro exterior y termina la porción de pared de voluta circunferencial exterior. La proyección del forro exterior tiene una primera saliente que acopla una segunda saliente en la proyección de correlación, la primera y segunda salientes se extienden espiralmente con relación a un plano de referencia y el relieve tiene una tercera saliente en relación separada a una cuarta saliente sobre la tercera proyección, y la tercera y cuarta salientes descienden espiralmente con relación al plano de referencia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los detalles y características de la presente invención se entenderán más claramente con respecto a la descripción detallada y a los dibujos en los cuales: La FIGURA 1 es una vista en despiece de los tres elementos de una modalidad de la presente invención; La FIGURA 2 es una vista en corte lateral del alojamiento de compresor de la FIGURA 1 en la configuración ensamblada; La FIGURA 3 es una vista en extremo del alojamiento de compresor de la FIGURA 1 en la configuración ensamblada; y La FIGURA 4 es una vista en corte lateral de una modalidad alternativa del alojamiento de compresor.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia ahora a los dibujos, la FIGURA 1 muestra un alojamiento de compresor radial que incorpora la presente invención. El compresor incluye un forro 10 exterior del alojamiento, una inserción 12 de pared de la entrada y el difusor y la placa 14 de apoyo. La conexión 16 de salida del alojamiento de compresor se une al colector de admisión del motor o a otro dispositivo que recibe el aire comprimido. El aire para la compresión entra a través de una entrada 18, que se ve mejor en la FIGURA 2. Además de la entrada de aire, la inserción 12 incluye una primera porción que proporciona una pared 20 del rodete adyacente al impulsor del compresor (no mostrado) , el cual gira alrededor de un eje A. Una segunda porción de la inserción proporciona una superficie que se extiende radialmente en forma sustancial en perpendicular al eje de rotación del impulsor para formar una pared 24 exterior del difusor. La segunda porción también forma una porción 26 de pared interior de voluta y se extiende en una primera proyección 28 de correlación por una porción de la pared circunferencial interior de la voluta. La primera porción de la inserción, la cual tiene una conformación sustancialmente cilindrica con una superficie exterior escalonada se recibe en una abertura 30 central en el forro exterior del alojamiento con un ajuste con apriete, en la modalidad mostrada, para retener la posición de la inserción con relación a la placa de apoyo, la cual se describirá subsecuentemente con gran detalle. La abertura es concéntrica con el eje de rotación para la alineación del alojamiento. El forro exterior proporciona una pared 32 exterior para la voluta e incorpora una segunda proyección 34 de correlación adyacente y que rodea la abertura que recibe la inserción, la segunda proyección de correlación acopla la primera proyección de correlación para formar el resto de la porción de pared circunferencial interior de la voluta. La placa de apoyo incluye una pared 36 interior del difusor e incorpora una tercera proyección 38 de correlación que constituye una porción de la porción de pared circunferencial exterior de la voluta. La tercera proyección de correlación se recibe en un relieve 40 en el forro exterior. Para la modalidad mostrada en los dibujos, la porción 42 periférica del forro exterior acopla la porción 44 periférica de la placa de apoyo a un plano definido por el número 45 y se asegura mediante tornillos (no mostrados) u otros medios de unión (es decir, abrazaderas de banda en v, adhesivos, etc.) recibidos en aberturas 46 y 48 de correlación de las espigas 50 y 52 de lengüetas como mejor se ve en la FIGURA 1 o 3. Regresando a la FIGURA 2, las superficies de correlación de las porciones periféricas del forro exterior y la placa de apoyo son maquinadas. La porción 42 periférica del forro exterior incluye un bisel 54 adyacente a una ranura 56 en la placa de apoyo que acopla un anillo en 0 o sello 58 metálico. Una abertura 60 aloja un árbol que une el impulsor del compresor (no mostrado) a su dispositivo motorizado tal como una turbina turbocargadora o una unidad mecánica/eléctrica. Para la modalidad mostrada en los dibujos, la placa de apoyo incluye una saliente 64 de sello y espigas 66 de unión de tornillos, como mejor se ve en la FIGURA 1, para la unión del alojamiento de compresor hacia un alojamiento central del turbocargador. La voluta completa se forma por el ensamblaje integrado del forro exterior, la inserción, y la placa de apoyo. Al observar como ejemplar la porción inferior de la FIGURA 2, comenzando a la izquierda y moviéndose en el sentido de las manecillas del reloj, la tercera proyección en la placa de apoyo y el forro exterior adyacente, la forma en relieve de la porción exterior circunferencial de la pared de voluta, el forro exterior por si mismo forma la porción exterior de la pared, la primera proyección en el forro exterior y la proyección de correlación en la forma de inserción de la porción circunferencial interior de la pared, y, finalmente, la continuación de la segunda porción de las formas de inserción de la porción interior de la pared. Regresando nuevamente a la FIGURA 2, la primera y segunda proyecciones terminan en salientes 70 y 72 de correlación, las cuales están ascendiendo espiralmente con relación a un plano de referencia, por el cual la modalidad mostrada es el plano 45 de acoplamiento entre el forro exterior y la placa de apoyo. En forma similar, la tercera proyección y el relieve en el forro exterior terminan en salientes 74 y 76 que están descendiendo espiralmente con relación al plano de referencia. Las dimensiones de las salientes 70, 72, 74 y 76 para la primera proyección 28, la segunda proyección 34 y la tercera proyección 38 y el relieve son como se definen por las dimensiones M, N y R en la FIGURA 2, que se delinean por el acoplamiento mostrado en la Tabla 1. Las ubicaciones del sector para las referencias en dimensión de la Tabla 1 están en 15° que incrementan desde un plano de referencia a 0° mostrado en la FIGURA 3. la Tabla 1 también muestra la dimensión radial de las proyecciones desde el eje A con DI y D2 que corresponden a la primera proyección 28 y a la segunda proyección 34 mientras que Bl y B2 corresponden a la tercera proyección 38. Las dimensiones Cl y C2 corresponden a la dimensión radial de la circunferencia interior de la saliente 76 y del relieve 40 en el forro exterior. Los valores en la Tabla 1 no han tenido dimensión utilizando el diámetro del difusor identificado en la FIGURA 2 como F como el divisor. Cada uno de los tres elementos del alojamiento de compresor empleado en la presente invención proporciona un dibujo claro para la fundición a presión respectiva. El ascenso y descenso del espiral de las salientes de correlación en los elementos permite que una conformación de voluta real se mantenga para el rendimiento aerodinámico máximo del alojamiento de compresor. Cada elemento se funde en una conformación y dimensión casi netas con maquinación final requerida sólo si es necesario sellar sobre las salientes 70 y 72 de correlación, la inserción recibe la abertura en el forro exterior .y las superficies de correlación de las porciones periféricas del forro exterior y la placa de apoyo. Se proporciona el relieve dimensional en las salientes 74 y 76 de correlación que mantiene un espacio relativo con suficiente tolerancia para permitir sustancialmente el contacto de sello de las salientes 70 y 72. Cualquier fuga de la interconexión de las salientes 74 y 76 se contiene mediante el sello 58 y las superficies de correlación de las porciones periféricas del forro exterior y la placa de apoyo. La FIGURA 4 muestra una modalidad alternativa de la invención la cual incorpora la entrada 78 del compresor como una porción del forro exterior y el cuello 80 de inserción de la pared del difusor, se recibe dentro de la porción de entrada del forro exterior. Habiendo ahora descrito la invención en detalle como se requiere por los estatutos de patente, aquellos expertos en la técnica reconocerán modificaciones y sustituciones a las modalidades especificas descritas en la presente. Tales modificaciones y sustituciones están dentro del alcance e intención de la presente invención como se define en las siguientes reivindicaciones.

Sección # 1 2 3 4 5 6 7 Ángulo 15 30 45 60 75 90 B1 5.8035746 5.8783902 5.8508936 5.8325209 5.8160229 5.7922134 B2 6.0281839 6.0033120 5.9760654 5.9575053 5.9408198 5.9173853 C1 5.9029496 5.8775163 5.8501437 5.8319585 5.8155230 5.7914635 C2 6-0888638 6.0637420 6.0361829 6.0177477 6.0013123 5.9775028 D1 2.9744406 3.0058742 3.0382452 3.0780527 3.1205474 3.1606049 D2 3.1621047 3.1934758 3.2260342 3.2655293 3.3080239 3.3483939 M 2.0341832 2.0258092 1.9885014 1.9400699 1.8935758 1.8511436 N 2.3058357 -L2487189 2.1971003 2.1489188 2.1019247 2.0561804 R 1.9716285 1.9635045 1.9262592 1.8775153 1.8310211 1.7885889 Tabla 1 8 9 10 11 12 13 Sección # 105 120 135 150 165 180 Ángulo 6.7646544 5.7385S51 5.7164104 5.6971003 S.6752280 5.6481689 B1 5.8895763 6.8634545 6.8413948 5.8220847 5.8001499 5.7732158 B2 £.7636545 5.7374078 S.71S2B55 5.6960379 5.6741032 5.6467941 C1 5.9500062 5.9238845 5.9016997 5.8823897 5.8605799 5.8334583 C2 3.2020997 3.2491563 3.3033370 3.3638295 3.4261342 3-4893138 D1 3.38S8262 3.4369453 3.4913135 3.5517435 3.6140482 3.4896887 02 1.3088363 1.7620922 1.7108486 1.6571678 1.6037370 1.5513060 2.0122484 1.9701912 1.9282589 1.8844519 1.8373953 1.7874015 N 1.7462192 1.6994750 1.6482939 1,5946131 1.5411823 1.4887514 R Tabla 1 continuación Sección # 14 15 16 17 18 19 Ángulo 1 5 210 225 240 255 270 B1 5.613798 5.575678 5.538807 5.503812 5.459192 5.396075 B2 5.738845 5.700662 5.663792 5.628421 5.584301 5.521184 C1 5.612173 5.573865 5.536932 5.501937 5.457442 5.394263 C2 5.7991S0 5.761092 5.724159 5.689163 5.644606 5.394075 D1 3.552555 3.616860 3.684976 3.755093 3.826584 3.896325 D2 3.740532 3.805369 3.872953 3.943089 4.01456O 4.083239 M 1.499250 1.445694 1.388326 1.325771 1.258342 1.188038 N 1.735908 1.683789 1.630921 1.575178 1.513685 1.442944 R 1.436695 1.383139 1.325771 1.263154 1.195663 1.125359 a la 1 continuación • Sección # 20 21 22 23 24 25 Ángulo 285 300 315 330 345 360 B1 5.319147 5.239470 _ _, _ ._, B2 5.444256 5.364829 - _ • „ C1 5.317147 5.224534 - _ _ • C2 5.504749 6.425071 _ _ » ,, D1 3.963567 4.042494 5.381139 3.342394 3.O28308 2.945944 D2 4.152480 4.231283 4.320147 3.S54243 3.408386 3.133483 M 1.115735 1.038057 - . . M N 1.361579 1.271528 1.178415 2.492125 2.427821 2.366891 R 1.052993 0.975253 - _ * _ Ta la 1 continuación

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un alojamiento de compresor fundido a presión para un impulsor de compresor caracterizado porque comprende: un forro exterior que incluye una porción de pared de voluta circunferencial exterior parcial y una proyección próxima a una circunferencia de una abertura central en el forro, la abertura central concéntrica con un eje de rotación para el impulsor de compresor; una inserción que tiene una primera porción con una pared exterior sustancialmente cilindrica recibida en la abertura en el forro exterior e incluye una entrada de aire, y la inserción además tiene una segunda porción que se extiende desde la primera porción radialmente hacia fuera con respecto al eje e incluye una proyección de correlación para el acoplamiento con la proyección del forro exterior para formar una porción de pared de voluta circunferencial interior; y una placa de apoyo que tiene una tercera proyección próxima a una porción circunferencial exterior, la tercera proyección recibida en un relieve en el forro exterior y completando la porción de pared de voluta circunferencial exterior; la proyección de forro exterior tiene una primera saliente que acopla una segunda saliente en la proyección de correlación, la primera y segunda salientes descienden espiralmente con relación a un plano de referencia; y el relieve tiene una tercera saliente en relación separada a una cuarta saliente sobre la tercera proyección, la tercera y cuarta salientes descienden espiralmente con relación al plano de referencia. 2. El alojamiento de compresor fundido a presión como se define en la reivindicación 1, en donde la segunda porción de la inserción además incluye una pared exterior para un difusor y la placa de apoyo incorpora una porción radialmente hacia adentro de la tercera protección que tiene una pared interior para el difusor. 3. El alojamiento de compresor fundido a presión como se define en la reivindicación 1, en donde la segunda porción de la inserción además incluye una porción de pared de voluta interior. 4. El alojamiento de compresor fundido a presión como se define en la reivindicación 1, en donde la primera y segunda salientes descienden del plano de referencia en zonas de 15 grados con un perfil de dimensión normalizado como sigue: 2.3058367, 2.2487189, 2.19771003, 2.1489188, 2.1019247, 2.0561804, 2.0122484, 1.9701912, 1.9282589, 1.8844519, 1.8373953, 1.7874015, 1.735908, 1.683789, 1.630921, 1.575178, 1.513685, 1.442944, 1.361579, 1.271528, 1.178415, 2.492125, 2.427821, 2.366891; y la cuarta saliente desciende del plano de referencia en zonas de 15 grados correspondientes con un perfil de dimensión normalizado como sigue: 1.9716285, 1.9635045, 1.9262592, 1.8775153, 1.8310211, 1.7885889, 1.7462192, 1.6994750, 1.6482939, 1.5946131, 1.5411823, 1.4887514, 1.436695, 1.383139, 1.325771, 1.263154, 1.195663, 1.125359, 1.052993, 0.975253; y la tercera saliente desciende en relación separada a la cuarta saliente. RESUMEN Un alojamiento de compresor fundido a presión incluye un forro (10) exterior que tiene una porción (32) de pared de voluta circunferencial exterior parcial y una proyección (34) que rodea la circunferencia de una abertura (30) en el forro (10) que coincide con una inserción (12) que tiene una primera porción con una pared exterior sustancialmente cilindrica que se recibe en la abertura (30) en el forro (10) de salida e incluye una entrada. La inserción (12) tiene una segunda porción que se extiende radialmente hacia fuera e incluye una proyección (28) de correlación para el acoplamiento con la proyección (34) del forro exterior para formar una porción de pared de voluta circunferencial interior. Una placa (14) de apoyo tiene una tercera proyección (38) adyacente a su circunferencia exterior que se recibe en un relieve (40) en el forro (10) de salida y completa la porción de pared de voluta circunferencial exterior. La proyección (34) de forro exterior tiene una primera saliente (70) que acopla una segunda saliente (72) en la proyección de correlación, la primera y la segunda salientes (70, 72) descienden espiralmente con relación a un plano de referencia (45) y el relieve (40) tiene una tercera saliente (76) en relación separada a una cuarta saliente (74) sobre la tercera proyección (38), y las tercera y cuarta salientes (76", 74) descienden espiralmente en forma respectiva con relación al piano de referencia (45).