TR201615744A2 - Doğrusal hareketli̇, siralamali ve salinimli elektromanyeti̇k kompresör - Google Patents

Abstract

Buluş, hava, gaz ve sıvı kompresyon işlemi yapılmasında kullanılmak üzere; karşılıklı yerleştirilmiş sıkıştırma haznelerinin arasında bulunan elektromıknatıs düzeneği sayesinde, sıkıştırma pistonlarının yatay olarak sağ ve sol haznelere hareketini sağlayarak sıkıştırma işlemini gerçekleştirebilen bir kompresör ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME DOGRUSAL HAREKETLI, SIRALAMALI ve SALINIMLI ELEKTROMANYETIK KOMPRESÖR TEKNIK ALAN Bulus, hava, gaz ve sivi kompresyon islemi yapilmasinda kullanilmak üzere; karsilikli yerlestirilmis sikistirma haznelerinin arasinda bulunan elektromiknatis düzenegi sayesinde, sikistirma pistonlarinin yatay olarak sag ve sol haznelere hareketini saglayarak sikistirma islemini gerçeklestirebilen bir kompresör ile ilgilidir. ÖNCEKI TEKNIK Günümüzde kullanilan kompresörler genellikle bir elektrik motoru tarafindan sürülen krank milli kompresörlerdir. Krank milli kompresörler temel olarak karter, krank mili, biyel kolu, silindir, piston, emme ve basma valflerinden olusan, yüksek hizli döngüye sahip kompresörlerdir. Bu da özellikle krank mili hareketinden dolayi gürültülü çalismasina sebep olmaktadir. Elektrik motoru hareketinin kompresör kismina aktarilmasi nedeni ile güç kayiplari söz konusudur. Havanin sikistirilmasi sirasinda sikistirma haznesi ile krank mili ve pistonlarin sürtünmesinden kaynakli isinma söz konusudur. Ayrica elektrik motoru disinda kalan kompresör kisimlarin mekanik yapisi nedeniyle elektronik olarak kontrolü mümkün olamamaktadir.

BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Bulus, genis bir kullanim alani olan kompresörlerin (özellikle tasinabilir yapida olmak üzere) tasarlanan yöntemle daha sessiz hale getirilmesi, hafifletilmesi ve daha verimli hale getirilmesine yönelik tasarlanmistir. Daha kontrollü ve denetlenebilir bir kompresyon islemi amaçlanan sistem için; hava, gaz ve sivi sikistirma veya filtreleme ihtiyaci olan tüm sektörlerin kullanabilecegi genis bir alan söz konusudur. Günlük hayata dair birkaç örnek vermek gerekirse; buzdolaplari, klimalar, oksijen üreteçleri, boyama ekipmanlari vb.

Söz konusu bu fikir ile elektrik motoru ve krank milli, dönel yapida bir kompresör yerine; dogrusal hareket eden, hareketin direkt kullanildigi yeni bir yaklasimla gerçeklestirilen, hareketli parçasi çok az olan, enerji kullanimini aktarmalarda kaybetmeden verimlilik saglayan, daha az parça kullanildigindan daha hafif olan, krank mili dönel hareketinden kaynaklanan balans kaymalari ve vibrasyonu bulunmayan ve bu sayede daha sesiz çalisan bir kompresör tasarlanmistir.

SEKILLEFi'IN ANLAMI 1. Dogrusal Salinimli Elektromanyetik Kompresör Montaj Görünüm 2. Dogrusal Salinimli Elektromanyetik Kompresör Iç Donanim Görüntüsü 3. Dogrusal Salinimli Elektromanyetik Kompresör Manyetik Hareket Gösterimi 4. Dogrusal Salinimli Elektromanyetik Kompresör Manyetik Hareket Gösterimi . Dogrusal Siralamali Elektromanyetik Kompresör Montaj Görünüm 6. Dogrusal Siralamali Elektromanyetik Kompresör A-A Kesit Görünüm 7. Dogrusal Siralamali Elektromanyetik Kompresör A-A Kesit Izometrik Görünüm 8. Dogrusal Siralamali Elektromanyetik Kompresör A-A Kesit Üstten Görünüm 9. Dogrusal Siralamali Elektromanyetik Kompresör Hareket Semasi . Dogrusal Siralamali Elektromanyetik Kompresör Hareket Semasi 11. Senkronlu Voltaj Semasi 12. Senkronlu Voltaj Semasi Sekiller de belirtilen parça numaralarinin isimlerinin referans numarasiyla verilmesi 97915593!“ Sabit elektromanyetik sarim Hareketli elektromanyetik sarim Piston Piston Mili Piston Yuvasi Sikistirma Haznesi BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bulus, hava, gaz ve sivi kompresyon islemi yapilmasinda kullanilmak üzere; karsilikli yerlestirilmis sikistirma haznelerinin arasinda bulunan elektromiknatis düzenegi sayesinde, sikistirma pistonlarinin yatay olarak sag ve sol haznelere hareketini saglayarak sikistirma islemini gerçeklestirebilen ve bu düzeneklerin yerlesimine göre salinimli ve siralamali olarak çalisabilen bir kompresör ile ilgilidir. Pistonlarinin karsilikli yerlesimi sayesinde; bir yönde sikistirma yapilirken, diger yönde havanin emilmesi gerçeklestirilir. Havayi emmek ve sikistirmak için ayri ayri periyotlar gerekmemekte, tek periyotta; bir piston sikistirma yaparken, diger piston kendiliginden hava emisini saglamaktadir.

Dogrusal hareketli elektromanyetik kompresör, iki kutuplu elektromanyetik yataklar seklinde tasarlanmis olup, elektromanyetik alanin yer degistirmesi ile manyetik alan içerisindeki piston grubunun yatay hareketleri sonucu kompresyon islemini gerçeklestirmektedir. Elektromanyetik alanin siddeti ve yönünün elektronik olarak kontrol edilebilir olmasi, dogrusal hareket düzeneginin istenildigi gibi kontrol edilmesini saglamaktadir. Bu sayede yanal hareket hizini ve miktarini kontrol ederek sikistirma islemi üzerinde tam bir denetim saglanmaktadir. Bahsedilen elektromanyetik alanin siddeti ve yönünün elektronik olarak kontrolü, birim zamanda gereken hava akisi artirilmak istendiginde manyetik yataklara uygulanan enerjinin frekansinin artirilmasi ile daha hizli hareket saglanmasi ve daha fazla havanin islenmesi seklinde saglanir. Ayni sekilde sikistirma miktarini (basinci) düzenlemek için elektromanyetik yataklara uygulanacak enerjinin siddetinin degistirilmesi pistonlarin uyguladigi kuvveti degistirerek, sikistirma oranini kontrol etmektedir. Tasarim bu yönü ile sikistirma periyodu, hazne büyüklügü ve birim zamanda islenen hava miktari dengesini kolaylikla saglamaktadir. Kompresörün çalismasi ve elektromanyetik alanlarin senkronizasyonu, mikroislemci tabanli bir kontrol devresi tarafindan saglanmaktadir.

Siralamali ve salinimli kompresörler 4 temel bölüm olarak tasarlanmistir: o Piston grubu (2 adet) - Sikistirma grubu (2 adet) . Elektromanyetik yatak grubu 0 Elektronik kontrol devresi Piston grubu, elektromanyetik yatak grubu tarafindan hareket ettirilen birbirine bagli iki adet piston ve piston yatagindan olusmaktadir. Sikistirma grubu, piston grubu tarafindan itilen havanin sikistirildigi, emme ve basma anahtarlamasinin yapildigi, çift yatakli iki adet bölümden olusmaktadir.

Elektromanyetik yatak grubu, elektronik kontrol devresi tarafindan sürülen ve çift kutuplu manyetik alanlari olusturarak, piston grubunun hareketini saglayan kisimdir. Elektronik kontrol devresi ise kompresörün çalismasi için gereken voltajlari saglayan, elektromanyetik alanlari kontrollü olarak olusturan, hareketin hizini, siddetini ve miktarini kontrol eden birimdir.

Piston grubu tek bir yapi olarak tasarlanmistir. Pistonlarin ortasinda, piston hareketini saglayacak elektromanyetik sargi bulunmaktadir. Tüm yapi birbirine sikica tutturulacak sekilde monte edilmistir. Olusturulmak istenen kompresör tipine göre (siralamali veya salinimli) elektromanyetik sarimlar tekil veya sirali çogul manyetik alan olusturacak sekilde konumlandirilir.

Dogrusal hareketli salinimli elektromanyetik kompresör olusturulmak istendiginde; hareketli elektromanyetik sarimlar (2), piston mili (4) üzerine yerlestirilir ve sabit olacak sabit elektromanyetik sarimlar (1) ise en az iki adet olacak sekilde, piston miline (4) yerlestirilmis olan hareketli elektromanyetik sarimlarin (2), sabit elektromanyetik sarimlar (1) arasinda hareketine izin verecek sekilde sabitlenmektedir. Piston mili (4) üzerine yerlestirilen hareketli elektromanyetik sarim (2), piston mili (4) ile birlikte hareket etmektedir. Sarimlara uygulanan voltaj ile meydana getirilen manyetik alan sayesinde bu sarimlar arasinda yer alan piston grubuna bagli hareketli elektromanyetik sarim (2) ve sabit elektromanyetik sarim (1) etkilesime girerek, manyetik alanin yönüne göre hareket saglamaktadir. Hareketin yönü ve gücü, sarimlara uygulanan voltajin yönü, gücü ve frekansi ile kontrol edilmektedir.

Havanin sikistirilmasi sirasinda (Sekil 3) piston, ok yönünde hareket ederek sol tarafta bulunan sikistirma haznesinde (6) hava sikistirmaktadir. Sikistirma son noktaya geldiginde, kontrol devresi üzerinden kutuplar degistirilerek hareketin sag tarafa dogru gerçeklestirilmesi saglanmaktadir. Bu anda, zaten sol taraftaki sikistirma haznesinde (6) biriken havanin sikismis olmasindan kaynaklanan bir ters basinç söz konusu olacagindan, bu basinç hareketin diger yöne dogru kaymasinda elektromanyetik alana yardimci olmaktadir. Sikistirma zamanlamasi ile elektromanyetik alanin ters yönde hareket etmesini saglayacak voltaj düzenlemesi senkron edilerek, hareketin sagdan sola ve soldan saga periyotlari sirasinda, sikistirmanin son noktasinda durmasi ve ters yöne çevrilmesi desteklenmis olmaktadir.

Dogrusal hareketli, salinimli elektromanyetik kompresör düzeneginde; piston mili (4) üzerinde bulunan hareketli elektromanyetik sarima (2) ve sabit elektromanyetik sarimlara (1), elektronik kontrol devresi üzerinden zamanlamaya uygun olarak Sekil 11`de voltaj semasi verilen senkronlu voltaj uygulanmaktadir.

Bu voltaj uygulamasiyla N-S-N veya S-N-S diziliminde manyetik alan olusturulmaktadir. Olusan manyetik alan sayesinde; hareketli elektromanyetik sarim (2), üzerindeki manyetik alanla etkilesime girerek, manyetik alanin yönüne göre hareket etmektedir. Sabit elektromanyetik sarim (1) ve hareketli elektromanyetik sarim (2) üzerine, elektronik kontrol devresi tarafindan uygulanan voltajin frekansi ve senkronuna göre, piston mili (4) ve piston miline (4) bagli pistonlar (3) hareket ettirilmektedir. Böylece Sekil 3 ve Sekil 4'de sekillendirilen hareket olusur ve sag tarafta bulunan sikistirma haznesinde (6) hava sikistirilmaktadir. Ayni anda sol tarafta bulunan sikistirma haznesinden (6) hava emilerek sol tarafta bulunan piston yuvasina (5) hava çekilmektedir. Sikistirma bir yönde tamamlandiginda; elektronik kontrol devresi, uygulanan voltaj yapisini degistirerek bir önceki periyodun tersine islem yaparak hareketin diger yönde olmasini saglamaktadir. Bu durumda; diger yönde olusturulan hareket sol tarafta bulunan pistonun (3) itilmesini, sag tarafta bulunan pistonun (3) açilmasi saglamaktadir. Bu sirada sol tarafta bulunan sikistirma haznesinde (6) de hava sikistirilir. Ayni anda sag tarafta bulunan sikistirma haznesi (6) üzerinden hava emilerek sag tarafta bulunan piston yuvasina (5) hava çekilir. Bu çevrim sürekli devam ettirilerek kompresyon islemi sürdürülür.

Dogrusal hareketli, siralamali elektromanyetik kompresör düzeneginde; piston grubunun üzerinde ana elektromanyetik sarimlar olarak bulunan en az iki adet olacak sekilde sabit elektromanyetik sarim (1) yer almaktadir. Bu sarimlara uygulanan voltaj ile meydana getirilen manyetik alan ile bu sarimlar içerisinde yer alan piston grubu olarak adlandirilan hareketli elektromanyetik sarimlar (2) ile etkilesime girerek, manyetik alanin yönüne göre hareket saglanmaktadir.

Hareketin yönü ve gücü, sarimlara uygulanan voltajin yönü, gücü ve frekansi ile kontrol edilir. Hareketli elektromanyetik sarimlar (2), piston mili (4) üzerine, sabit elektromanyetik sarimlarin (1) içerisinde rahatça hareket edecek yapida yerlestirilmistir. Sabit elektromanyetik sarimlarin (1) içi bos halka seklinde formlari sayesinde, piston mili (4) üzerine sabitlenmis olan ve Sekil 6”da verilen A-A kesitinde gösterilen hareketli elektromanyetik sarimlar (2) iki yönlü hareket edebilmektedir. Ilk anda, sabit elektromanyetik sarimlara (1) uygulanacak voltaj, piston miline (4) bagli hareketli elektromanyetik sarimlarin (2) sola hareketini saglayacak sekilde uygulanmaktadir. Manyetik kutuplanma Sekil 9'daki gibi olusur.

Piston mili (4), olusan manyetik alan çekim kuvveti ile sola dogru kayar. Hareketli elektromanyetik sarimlar (2) hareketten dolayi konum degistirdiginde, sabit elektromanyetik sarimlara (1) uygulanan voltaj degistirilerek, piston miline (4) bagli hareketli elektromanyetik sarimlarin (2) sola hareketini devam ettirecek sekilde, Sekil 12'de voltaj semasi verilen haliyle yeniden düzenlenir. Bu sayede sola kayma devam ettirilir. Bu islem hareketin sonuna kadar düzenlenerek devam etmektedir. Böylece siralamali manyetik alan kaymasi ile hareket saglanarak, dogrusal yönde bir hareket elde edilir. Hareketin hizi ve yönü uygulanan voltajin kutuplanmasi ve frekansi ile kontrol edilmektedir. Piston mili (4) üzerinde bulunan hareketli elektromanyetik sarimlara (2) elektronik kontrol devresi üzerinden zamanlamaya uygun ve sabit elektromanyetik sarimlar (1) ile senkronlu voltaj uygulanmaktadir. Bu voltaj uygulamasi ile N-S-N veya S-N-S diziliminde manyetik alan olusturulur. Ayni anda yine elektronik kontrol devresi üzerinden zamanlamaya uygun ve hareketli elektromanyetik sarimlarla (2) senkron olan voltaj, sabit elektromanyetik sarimlara (1) uygulanir. Olusan bu dis manyetik alan ile hareketli elektromanyetik sarimlar (2) üzerindeki manyetik alanla etkilesime girerek, manyetik alanin yönüne göre hareket etmektedir. Sabit elektromanyetik sarimlar (1) ve hareketli elektromanyetik sarimlara (2), elektronik kontrol devresi tarafindan uygulanan voltajin frekansi ve senkronuna göre piston mili (4) ve piston miline (4) bagli pistonlarin (3) hareketi devam ettirilmektedir. Bir yönde olusturulan hareket, sag taraftaki piston yuvasinin (5) tamami kat edilinceye kadar ve sol taraftaki piston yuvasinin (5) tam açilmasi saglanincaya kadar sürdürülür. Bu sirada hava, sag tarafta bulunan piston yuvasindaki (5) hava sikistirma haznesinde (6) sikistirilir. Ayni anda sol tarafta bulunan sikistirma haznesi (6) üzerinden hava emilerek sol tarafta bulunan piston yuvasina (5) hava çekilir. Elektronik kontrol devresi, sikistirma bir yönde tamamlandiginda, uygulanan voltaj yapisini degistirerek bir önceki periyodun tersine islem yaparak hareketin diger yönde olmasini saglamaktadir. Bu durumda; diger yönde olusturulan hareket sol taraftaki piston yuvasinin (5) tamami kat edilinceye kadar ve sag taraftaki piston yuvasinin (5) tam açilmasi saglanincaya kadar sürdürülür. Bu sirada sol taraftaki piston yuvasindaki (5) hava sikistirma haznesi (6) de sikistirilir. Ayni anda sag taraftaki sikistirma haznesi (6) üzerinden hava emilerek sag taraftaki piston yuvasina (5) hava çekilir. Bu çevrim sürekli devam ettirilerek kompresyon islemi sürdürülür.

Claims (1)

1. ISTEMLER Dogrusal hareketli elektromanyetik kompresör olup, özelligi; hareketli elektromanyetik sarimlarin (2) hareketine izin verecek sekilde sabitlenmis en az iki adet sabit elektromanyetik sarim piston mili (4) üzerine sabitlenen ve piston mili (4) ile birlikte hareket eden hareketli elektromanyetik sarim (2), piston (3), piston mili (4), piston yuvasi (5), sikistirma haznesi (6) piston mili (4) üzerinde bulunan hareketli elektromanyetik sarima (2) ve sabit elektromanyetik sarimlara (1), senkronlu voltaj uygulayan elektronik kontrol devresi birimini kisimlarini içermesiyle karakterizedir.