MXPA97010454A - Valvula de combinacion para compresor a tornillo - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a en un compresor que tiene un pleno de succión y un pleno de descarga, una válvula de combinación que comprende:un pasaje que conecta dichos plenos de succión y de descarga;un primer miembro que tiene un barreno y que se asegura de manera sellada en dicho pasaje;un cuerpo de válvula ubicado en dicho barreno y movible desde una primera posición que bloquea el flujo entre el pleno de succión y el pleno de descarga hasta una segunda posición que permite el flujo del pleno de succión al pleno de descarga cuando dicho pleno de succión estáa una presión mayor que el pleno de descarga;un medio para empujar el cuerpo de válvula hacia dicha primera posición proporcionando un empuje ligero que tiende a mantener el cuerpo de válvula en dicha primera posición, mediante lo cual el cuerpo de válvula serámovido hacia la segunda posición cuando el pleno de succión se encuentra a una presión mayor que el pleno de descarga.

Description

VÁLVULA DE COMBINACIÓN PARA COMPRESOR A TORNILLO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los compresores rotatorios pueden funcionar er. reversa debido a la igualación de presiones que tiene lugar a través del compresor al detenerse, asi como también debido a una inversión de fases o a una desconexión. Si el funcionamiento en reversa se debe a ia igualación de presiones, el compresor, que actuaría como un expansor, solamente estaría habilitado para funcionar en reversa tanto como existiera energía motriz en forma de gas presurizado. Normalmente, la cantidad de gas comprimido disponible como energía motriz es el volumen en la estructura de la bomba y entre la estructura de la bomba y una válvula checadora o de retención en la línea de descarga, la cual limita la cantidad de energía motriz para el funcionamiento en reversa. En el caso de la inversión de fases o de la desconexión, el compresor actúa como una bomba de succión, con la válvula checadora en la línea de descarga evitando la alimentación de gas a la succión del dispositivo funcionando en reversa. El dispositivo se mantiene aspirando un vacío profundo, la lubricación normal se interrumpe y la falla es usualmente ei único mecanismo para la detención. Durante el funcionamiento normal, el volumen de gas comprimido y atrapado se entrega a la línea de descarga; pero la presión debe incrementarse hasta que la presión en la línea de descarga sea suficiente para que tenga lugar la descarga. Si, por ejemplo, existe un bloqueo en la línea de descarga, el gas atrapado tendría que ser comprimido a una presión demasiado alta y causaría daño al dispositivo debido al exceso de presión en la estructura de la bomba. Una válvula de combinación se proporciona entre los lados de succión y de descarga de un compresor. Normalmente, ambas válvulas se orientan o impulsan al cierre (normalmente cerradas) . El funcionamiento en reversa dispara la válvula para abrirla bajo una presión diferencial relativamente pequeña, cuando el lado de descarga normal esta a una presión menor que la presión del lado de succión normal, la cual es una condición de funcionamiento en reversa. La válvula de alivio solamente se abrirá cuando el diferencial de presión del lado de descarga al lado de succión exceda un diferencial predeterminado . Es un objeto de esta invención el permitir a los compresores a tornillo soportar periodos aceptables de funcionamiento en reversa. Es un objeto adicional de esta invención el reducir las cargas de empuje en reversa y así aminorar las fuerzas de contacto entre los rotores y los alojamientos de los compresores a tornillo durante el funcionamiento en reversa. Es otro objeto de esta invención el evitar que los compresores a tornillo se aferren y/o incrementen el tiempo de falla debido al funcionamiento en reversa. Estos objetos y otros que llegarán a ser evidentes a continuación, son logrados por medio de la presente invención. Básicamente, la estructura de válvula normalmente cerrada se ubica en una trayectoria de fluido entre los lados de succión y descarga de un compresor. La estructura de válvula se abre con un diferencial de presión pequeño cuando la presión más alta se encuentra en el lado de succión normal, lo cual es indicativo de funcionamiento en reversa. Adicionalmente, la estructura de válvula de alivio se abre cuando el diferencial de presión del lado de descarga al lado de succión excede un diferencial predeterminado. La figura 1 es una vista parcial, seccionada parcialmente de un compresor a tornillo que emplea la presente invención; La figura 2 es una vista en sección que muestra la estructura de válvula de la presente invención en su posición cerrada normal; La figura 3 es una vista en. sección de la estructura de válvula que muestra la abertura, disparada por la rotación en reversa, de la válvula; La figura 4 es una vista en sección transversal de la estructura de válvula que muestra ia válvula de alivio abierta; y La figura 5 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea 5-5 de la figura 2. En la figura 1, el número de referencia 10 designa de manera general a un compresor a tornillo de rotor gemelo que tiene un rotor macho 20 y un rotor hembra (no ilustrare . Los rotores se colocan en el alojamiento para rotor 12. La carcasa de salida 14 se asegura al lado de descarga de ia carcasa de rotor 12 y la carcasa de soporte o chumacera 16 se asegura en el otro lado de la carcasa de salida 14. La carcasa de rotor 12, la carcasa de salida 14 y la carcasa de soporte 16 se aseguran conjuntamente de manera adecuada mediante pernos 18. El compresor 10 tiene un pleno de succión S y un pleno de descarga D. Normalmente, la comunicación entre el pleno de succión S y el pleno de descarga D es a través de la estructura de la bomba definida por los rotores y la estructura asociada. La estructura descrita hasta aquí es generalmente convencional. La presente invención agrega un barreno roscado 12-1 en la carcasa de rotor 12 para conectar la cámara de succión S con la cámara de descarga D. El ensamble de válvula 40 se asegura en el barreno roscado 12-1 y normalmente evita el flujo entre la cámara de succión S y la cámara de descarga D vía el barreno 12-1. Con referencia a la figura 2, el ensamble de válvula 40 se ilustra en su posición normalmente cerrada. El rr.iembro de cabeza hexagonal 42 se rosca en el barreno 12-1, en ia carcasa de rotor 12 y coactúa con el anillo en "0" 44 para proveer un sello. El miembro 42 tiene un barreno 42-1, un barreno 42-2, un rebajo anular 42-3 y una porción de ceja 42-4. El cuerpo de la válvula esta integrado por ios miembros 50, 52 y 54. El miembro 50 tiene un barreno roscado 50-1, una pluralidad de ranuras circunferencialmente espaciadas 50-2 y una ceja anular 50-3. El miembro 54 tiene una sección de barreno roscado 54-1, una sección de barreno liso 54-2, un asiento de válvula 54-3, una lumbrera de válvula 54-5, una porción de ceja 54-6 y una ranura anular 54-7 en la porción de ceja 54-6. El anillo en "0" 60 se ubica en la ranura 54-7 y normalmente sella contra la ceja 42-4. Debido a que no puede pasar la ceja 50-3 ni la ceja 54-6 a través del barreno 42-2, ellas tienen que ser ubicadas en lados opuestos del miembro 42 para ensamblarse. La conexión de los miembros 50 y 54 es a través del conector anular 52, el cual tiene una porción roscada 52-1 que es recibida roscadamente en los barrenos roscados 50-1 y 54-1 y tiene un barreno central 52-2. Hay varias secuencias para ensamblar los miembros 50, 52 y 54. El disco de válvula 56 y el resorte 57 deben estar en los barrenos 54-1/54-2 antes de que el miembro 52 sea roscado en el barreno 54-1. El resorte 58 debe estar en el barreno 42-1/rebajo anular 42-3 antes de que el miembro 52 sea roscado en ambos barrenos roscados 50-1 y 54-1. El miembro 52 sirve para cuatro funciones: (1) sirve para conectar los miembros 50 y 54; (2) sirve como un asiento de resorte para el resorte 57; (3) ajusta el empuje del resorte 57; y (4) forma una porción de la trayectoria del flujo de alivio cuando el disco de válvula 56 se desasienta. En la posición de la figura 2 del miembro de válvula 40, todas las válvulas están cerradas, el miembro 54 se extiende dentro de la cámara de descarga D y el disco de válvula 56 esta expuesto a la presión de la cámara de descarga y al empuje del resorte 57, el cual puede ejercer una fuerza de empuje equivalente a varios cientos de libras por pulgada cuadrada (o kilogramos por centímetro cuadrado) sobre el disco de válvula 56 que tiende a mantenerlo cerrado. El resorte ligero 58 tiene una fuerza de empuje en el orden de una a seis libras por pulgada cuadrada (0.069 a 0.418 Kg/cm2) y se ubica entre la ceja 50-3 y el rebajo anular 42-3. El resorte 58 en conjunción con la presión de descarga que actúa sobre el miembro 54 y el disco de válvula 56 tiende a mantener el cuerpo de válvula integrado por los miembros 50, 52 y 54 en su sitio y se le opqne la presión de succión que actúa sobre los miembros 50, 54 y el disco de válvula 56.

Cuando existe una presión más alta en la cámara de succión que en la cámara de descarga, como durante el funcionamiento en reversa, el diferencial de presión que actúa a través del cuerpo de válvula integrado por los miembros 50, 52 y 54 y el disco de válvula 56 producirá el desasentamiento de la ceja 54-6 de la ceja 42-4 bajo un diferencial de presión nominal de pecas libras por pulgada cuadrada (o kilogramos por centímetro cuadrado) . La figura 3 ilustra la posición del miembro de válvula 40 cuando se abre en respuesta al funcionamiento en reversa. La trayectoria de fluido desde la cámara de succión con presión más alta hacia la cámara de descarga con presión más baja será en serie por el barreno 42-1, el barreno 50-1 y las ranuras 50-2. Cuando la presión en la cámara de descarga excede la presión de descarga deseada, ésta presión que actúa sobre el disco de válvula 56 provocará que el disco de válvula 56 se desasiente contra el empuje rígido del resorte 57 y la presión de succión que actúa sobre el lado opuesto del disco de válvula 56. La figura 4 ilustra el disco de válvula 56 desasentado en respuesta a la presión de descarga en exceso. Cuando el disco de válvula se desasienta una trayectoria de fluido entre las cámaras de descarga y de succión será establecido en serie incluyendo la lumbrera de válvula 54-5, el barreno 54-2, las ranuras 56-1 en. el disco de válvula 56, el barreno 54-1, el barreno 52-2, el barreno 50-1 y las ranuras 50-2.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. En un compresor que tiene un pleno de succión y un pleno de descarga y una estructura de bomba para aspirar gas a la presión de succión y para descargar gas a la presión de descarga hacia el pleno de descarga, una válvula de combinación que comprende: un pasaje derivando dicha estructura de bomba y conectando dichos plenos de la succión y de la descarga; un primer miembro que tiene un barreno y que se asegura de manera sellada en dicho pasaje; un cuerpo de válvula ubicado en dicho barreno y movible de una primera posición que bloquea el flujo entre el pleno de la succión y el pleno de la descarga cuando el pleno de la succión se encuentra a una presión mayor que la del pleno de la descarga; una válvula de alivio en dicho cuerpo de válvula; un medio para empujar el cuerpo de válvula hacia dicha primera posición proporcionando un empuje ligero que tiende a mantener el cuerpo de válvula en dicha primera posición, mediante lo cual el cuerpo de válvula es movido hacia la segunda posición, debido a que el pleno de la succión se encuentra a una presión más elevada que en el pleno de descarga; y un medio para empujar la válvula de alivio cerrada proporcionando un empuje rígido a dicha válvula de alivio, mediante lo cual cuando la presión en el pleno de la descarga exceda un valor correspondiente a dicho empuje rigido, la válvula de alivio se abre y se establece la comunicación entre la cámara de descarga y la cámara de succión derivando dicha estructura de bomba.

2. La válvula de combinación de la reivindicación 1, en la que el cuerpo de válvula esta integrado por tres miembros separados asegurados conjuntamente como un unidad integral.

3. La válvula de combinación de la reivindicación 2, en la que los tres miembros separados incluyen dos miembros que tienen barrenos roscados y un tercer miembro que tiene una porción roscada que se puede recibir en los barrenos roscados en dichos dos miembros, mediante lo cual se logra una unidad integral.

4. La válvula de combinación de la reivindicación 3, en la que el tercer miembro que se rosca dentro de dicho barreno roscado de uno de los dos miembros, ajusta al medio para empujar dicha válvula de alivio.