Disposición de montaje para un silenciador de aspiración en un compresor de motor lineal.

Una disposición de montaje para un silenciador de aspiración en un compresor de motor lineal del tipo que comprende un conjunto móvil formado por: un pistón

(10) que tiene un cuerpo tubular cilíndrico (11) con un extremo trasero abierto (11a) y un extremo delantero cerrado (11b) por una pared superior (12) que lleva una válvula de aspiración (50); y uno medio de actuación (30) conectado al pistón (10) para accionar este último en un movimiento alternativo, estando la disposición de montaje caracterizada por que el pistón (10) aloja, internamente, un silenciador de aspiración (60) que comprende dos insertos tubulares (61, 62) longitudinalmente dispuestos en el interior del pistón (10), teniendo dichos insertos tubulares (61, 62) extremos adyacentes abiertos (61a, 62a) separados entre sí y extremos opuestos cerrados (61b, 62b) fijados respectivamente a la pared superior del pistón (12) y al medio de actuación (30), definiendo dichos insertos tubulares (61, 62), en el interior del cuerpo tubular cilíndrico (11) del pistón (10), una cámara silenciadora (C) y un paso anular (15) abierto medianamente a la cámara silenciadora (C), a través de los extremos adyacentes (61a, 62a) de los insertos tubulares (61, 62), y comunicando el extremo trasero abierto (11a) del pistón (10) con su válvula de aspiración (50).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/BR2011/000438.

Solicitante: WHIRLPOOL S.A..

Nacionalidad solicitante: Brasil.

Dirección: Av. das Nações Unidas, 12.995, 32º andar Brooklin Novo 04578-000 São Paulo SP BRASIL.

Inventor/es: LILIE, DIETMAR, ERICH, BERNHARD, PUFF, RINALDO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO;... > MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO;... > F04B39/00 (Partes constitutivas, detalles o accesorios de bombas o sistemas de bombeo especialmente adaptados para fluídos compresibles, no cubiertos por, o con un interés distinto que, los grupos F04B 25/00 - F04B 37/00 (para el control F04B 49/00))

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Fragmento de la descripción:

Disposición de montaje para un silenciador de aspiración en un compresor de motor lineal

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una disposición constructiva, que permite el montaje de un silenciador de aspiración en un compresor de refrigeración accionado por un motor lineal y, más específicamente, a una disposición constructiva para el montaje del silenciador de aspiración en el interior del pistón del compresor, que presenta un cuerpo tubular cilíndrico que tiene un extremo cerrado por una pared superior provista de una válvula de aspiración y que aloja, en su interior, un silenciador acústico de aspiración.

Antecedentes de la invención

Los compresores del tipo considerado en la presente memoria, que se utilizan en sistemas de refrigeración y son accionados por un motor eléctrico lineal, comprenden generalmente una carcasa hermética, que aloja un conjunto no resonante, que incluye un cárter.

En este tipo conocido de construcción, el cárter incorpora un cilindro, en cuyo interior se define una cámara de compresión que tiene un extremo generalmente cerrado por una placa de válvula y por un cabezal, y un extremo opuesto abierto, a través del que se monta un pistón que se mueve alternativamente en el interior del cilindro y que define, con este último y con la placa de válvula, la cámara de compresión.

El pistón se acopla, generalmente por medio de un vástago, a un medio de actuación, que lleva imanes energizados 25 por el motor lineal montado en el cárter.

El pistón utilizado en la presente compresor presenta un cuerpo tubular cilíndrico con un extremo trasero abierto y un extremo delantero cerrado por una pared superior que lleva una válvula de aspiración. El cuerpo tubular cilíndrico define una porción del faldón tubular del pistón que está cerrada, cerca de un borde extremo, por la pared superior (definiendo una porción de cabezal en el pistón) . En algunas construcciones convencionales, tales como la que se ilustra en el documento de patente brasileña PI 1000181-6, el pistón se obtiene en una sola pieza. El cuerpo tubular cilíndrico tiene su longitud calculada como una función del equilibrio del pistón dentro del cilindro, y del sellado proporcionado cerca de la pared interna de dicho cilindro para evitar la fuga del gas comprimido durante el ciclo de compresión de la operación del compresor.

El vástago se proporciona internamente al pistón y presenta un primer extremo fijado al pistón, en la región de la pared superior de la misma, y un segundo extremo fijado al medio de actuación.

El motor lineal acciona el medio de actuación en un movimiento alternativo y es responsable de generar el empuje necesario para desplazar el pistón en el interior de la cámara de compresión del cilindro y, en consecuencia, para comprimir el fluido refrigerante en forma de gas. El pistón, el vástago y el medio de actuación forman un conjunto móvil del compresor, estando acoplado a dicho conjunto móvil un muelle resonante que se monta a fin de ejercer fuerzas axiales opuestas en el pistón, después de su desplazamiento axial alternativo en el interior de la cámara de compresión. El muelle resonante opera como una guía para el desplazamiento axial del pistón, y actúa también 45 sobre el conjunto móvil de compresión, conjuntamente con el motor lineal del compresor. El conjunto móvil de compresión y el muelle resonante definen el conjunto resonante del compresor.

En algunas construcciones, la aspiración del fluido refrigerante se produce a través del pistón. Para estas construcciones, la pared superior del pistón presenta aberturas de aspiración, que se cierran selectivamente por la válvula de aspiración montada generalmente en una cara delantera de dicha pared superior, como se describe y se ilustra en dicho documento de patente brasileña PI 1000181-6.

En algunas construcciones del compresor lineal en las que la aspiración se realiza a través del pistón, puede ser necesario montar, en el interior del mismo, un silenciador de ruido (silenciador de aspiración) , para inhibir la 55 transmisión, a través de gas, de diferentes frecuencias procedentes del flujo de gas a través de la válvula de aspiración y del movimiento de dicha válvula de aspiración.

Por otra parte, con el fin de reducir la variabilidad de la frecuencia natural de la operación del compresor, es necesario, en determinados casos, añadir una masa adicional al conjunto móvil, conocida como masa de sintonización, a fin de reducir la frecuencia natural del mecanismo.

El documento NZ526361 (WO200/106737) presenta una forma constructiva para un pistón en cuyo interior se define un medio silenciador de aspiración (como se ilustra en las Figuras 30 y 31 de dicho documento) .

En esta construcción, parte del interior del pistón define, directamente con su pared interna, un par de cámaras de amortiguación separadas una de otra por una pared divisoria montada alrededor de la porción de varilla que une el

pistón al medio de actuación. Las cámaras de amortiguación están en comunicación fluida entre sí, a través de las ventanas proporcionadas en la pared divisoria. Las cámaras de amortiguación definen un primer silenciador de ruido para algunas de las frecuencias generadas durante la operación de aspiración de gas a través del interior del pistón.

Además del primer silenciador de ruido, dicha construcción anterior presenta además, en el interior del cuerpo de pistón, un segundo silenciador que toma la forma de un resonador de Helmholtz, proporcionado adyacente a un extremo abierto del pistón y que está construido para atenuar las frecuencias cercanas a aquella generada por la operación del compresor (frecuencias medias) . Este segundo silenciador toma la forma de un inserto proporcionado en una sola pieza y tiene un extremo cerrado, montado alrededor de una extensión axial tubular del medio de actuación y que rodea el vástago, y un extremo opuesto montado en el medio de actuación. Dicho inserto está provisto de una abertura dirigida a un paso anular definido entre la pared externa del inserto y la pared interna del cuerpo cilíndrico del pistón. Este segundo silenciador de aspiración define un resonador de Helmholtz que, en esta solución anterior, atenúa las frecuencias medias.

La misma construcción, descrita e ilustrada en el documento WO2004/106737, comprende además un tercer silenciador de ruido, en la forma de un inserto tubular proporcionado en una sola pieza y que tiene un extremo cerrado y un extremo que se abre al paso anular definido entre el pared externa del segundo silenciador y la pared interna del cuerpo cilíndrico del pistón. Este tercer silenciador atenúa las frecuencias altas.

Si bien esta construcción de silenciador de aspiración proporcionado dentro del pistón se define con la finalidad de proporcionar la atenuación del ruido a diferentes frecuencias, dicha construcción solo es eficaz cuando cada frecuencia de operación que se desea atenuar es muy específica. Además, para la atenuación de bandas de frecuencia, dicha construcción anterior no cumple con el rendimiento de amortiguación acústica deseada. Además de dicha deficiencia en el rendimiento acústico, esta solución anterior es constructivamente compleja, requiriendo una mayor precisión para la fabricación de las piezas que componen los medios silenciadores acústicos, así como una mayor atención y un tiempo de montaje más largo.

Otro inconveniente de dicha solución, que se puede aplicar también a otras soluciones de compresores conocidos, se refiere a la dificultad en evitar o controlar la variabilidad de la frecuencia natural de la operación del compresor, lo que requiere, en determinados... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una disposición de montaje para un silenciador de aspiración en un compresor de motor lineal del tipo que comprende un conjunto móvil formado por: un pistón (10) que tiene un cuerpo tubular cilíndrico (11) con un extremo trasero abierto (11a) y un extremo delantero cerrado (11b) por una pared superior (12) que lleva una válvula de aspiración (50) ; y uno medio de actuación (30) conectado al pistón (10) para accionar este último en un movimiento alternativo, estando la disposición de montaje caracterizada por que el pistón (10) aloja, internamente, un silenciador de aspiración (60) que comprende dos insertos tubulares (61, 62) longitudinalmente dispuestos en el interior del pistón (10) , teniendo dichos insertos tubulares (61, 62) extremos adyacentes abiertos (61a, 62a) separados entre sí y extremos opuestos cerrados (61b, 62b) fijados respectivamente a la pared superior del pistón (12) y al medio de actuación (30) , definiendo dichos insertos tubulares (61, 62) , en el interior del cuerpo tubular cilíndrico (11) del pistón (10) , una cámara silenciadora (C) y un paso anular (15) abierto medianamente a la cámara silenciadora (C) , a través de los extremos adyacentes (61a, 62a) de los insertos tubulares (61, 62) , y comunicando el extremo trasero abierto (11a) del pistón (10) con su válvula de aspiración (50) .

2. La disposición de montaje, tal como se expone en la reivindicación 1, caracterizada por que el paso anular (15) comprende una primera porción de paso anular (15a) definida por una separación radial entre un primer de los insertos tubulares (61) , adyacente al medio de actuación (30) , y al cuerpo tubular cilíndrico (11) del pistón (10) .

3. La disposición de montaje, tal como se expone en la reivindicación 2, caracterizada por que el paso anular (15) comprende una segunda porción de paso anular (15b) definida por una separación radial entre un segundo de los insertos tubulares (62) , adyacente a la pared superior (12) del pistón (10) , y el cuerpo tubular cilíndrico (11) del pistón (10) .

4. La disposición de montaje, tal como se expone en la reivindicación 3, caracterizada por que la cámara silenciadora (C) comprende una primera porción de cámara (C1) definida en el interior del primer inserto tubular (61) y una segunda porción de cámara (C2) definida en el interior del segundo inserto tubular (62) .

5. La disposición de montaje, tal como se expone en la reivindicación 2, caracterizada por que un segundo de los insertos tubulares (62) comprende una pared tubular externa (62e) y una pared tubular interna (62i) , radialmente separadas entre sí, comprendiendo el paso anular (15) una segunda porción de paso anular (15b) definida entre dicha pared tubular externa (62e) y pared tubular interna (62i) del segundo inserto tubular (62) y que tiene un primer extremo (15b1) abierto hacia la cámara silenciadora (C) y un extremo segundo (15b2) abierto hacia la válvula de aspiración (50) .

6. La disposición de montaje, tal como se expone en la reivindicación 5, caracterizada por que la cámara silenciadora (C) comprende una primera porción de cámara (C1) definida en el interior del primer inserto tubular (61) , una segunda porción de cámara (C2) definida en el interior de la pared tubular interna (62i) del segundo inserto tubular (62) , alrededor del vástago (20) , y una tercera porción de cámara (C3) definida por una separación radial entre la pared tubular externa (62e) del segundo inserto tubular (62) y el cuerpo tubular cilíndrico (11) del pistón (10) , y cerrada en su extremo dirigido hacia la pared superior (12) del pistón (10) , estando dichas porciones de cámara (C1, C2, C3) abiertas en los extremos adyacentes (61a, 62a) de los insertos tubulares (61, 62) .

7. La disposición de montaje, tal como se expone en la reivindicación 6, caracterizada por que la tercera porción de

cámara C3 tiene su extremo, que está dirigido hacia la pared superior (12) del pistón (10) , cerrado por una brida anular externa (62d) , incorporada en la pared tubular externa (62e) y que está asentada contra el cuerpo tubular cilíndrico (11) del pistón (10) .

8. La disposición de montaje, como se expone en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que un primer de los insertos tubulares (61) tiene su extremo opuesto cerrado (61a) asentado herméticamente en y fijado al medio de actuación (30) .

9. La disposición de montaje, tal como se expone en la reivindicación 8, caracterizada por que el extremo opuesto cerrado (61b) del primer inserto tubular (61) presenta un borde de extremo anular (61c) , que se tiene que asentar

herméticamente contra una pared anular (34) proporcionada en el medio de actuación (30) , y una porción de rosca interna (63) que se tiene que acoplar con una porción de rosca correspondiente (33) proporcionada en el medio de actuación (30) .

10. La disposición de montaje, como se expone en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, el compresor estando provisto de un vástago (20) interno al pistón (10) y que tiene un primer extremo (21) fijado al pistón (10) , en la región de la pared superior (12) , y un segundo extremo (22) fijado al medio de actuación (30) , estando la disposición de montaje caracterizada por que los dos insertos tubulares (61, 62) , están dispuestos alrededor del vástago ( 20) y tienen sus extremos opuestos cerrados (61b, 62b) fijados respectivamente a la pared superior (12) del pistón (10) , por medio del primer extremo (21) del vástago (20) , y a una de las partes definidas por el segundo extremo (22) del 65 vástago (20) y por el medio de actuación (30) .

11. La disposición de montaje, tal como se expone en la reivindicación 10, el primer extremo (21) del vástago (20) estando provisto de un orificio axial internamente roscado (23) que retiene un extremo respectivo (71) de un perno (70) , cuyo extremo opuesto (72) se proyecta hacia el exterior del vástago (20) , la pared superior (12) del pistón (10) que incorpora, en el interior del cuerpo de este último, un eje tubular (13) , que sobresale axialmente y provisto de una rosca interna (14) , en la que se enrosca el extremo opuesto (72) del perno (70) , estando el pistón (10) caracterizado por que un segundo de dichos insertos tubulares (62) tiene su extremo opuesto cerrado (62b) comprimido y retenido herméticamente entre el cubo tubular (13) y el primer extremo (21) del vástago (20) .

12. La disposición de montaje, tal como se expone en la reivindicación 11, caracterizada por que el extremo opuesto cerrado (62b) de dicho segundo inserto tubular (62) se comprime contra al menos una de dichas partes del cubo tubular (13) y el primer extremo (21) del vástago (20) , por un elemento elástico intermediario (80) , que rodea el segundo extremo (22) del vástago (20) .

13. La disposición de montaje, tal como se expone en la reivindicación 12, caracterizada por que el extremo opuesto cerrado (62b) de dicho segundo inserto tubular (62) se define por una pared anular extrema (64) , que presenta una región periférica interna que rodea al primer extremo (21) del vástago (20) , estando el elemento elástico intermediario (80) y la región periférica interna de la pared anular extrema (64) asentado en el interior de una porción circunferencial rebajada (25) proporcionada en el primer extremo ( 21) del vástago (20) y del cubo tubular (13) de la pared superior (12) . 20

14. La disposición de montaje, como se expone en cualquiera de las reivindicaciones 12 o 13, caracterizada por que el elemento elástico intermediario (80) comprende una arandela elástica (81) , dispuesta alrededor del primer extremo (21) del vástago (20) y contra la que se asienta una pared anular extrema (64) del segundo inserto tubular (62) , o caracterizada por que el elemento elástico intermediario (80) toma la forma de un muelle helicoidal (82)

dispuesto alrededor del primer extremo (21) del vástago (20) y con un extremo asentado contra la pared anular extrema (64) del segundo inserto tubular (62) y el otro extremo asentado contra un anillo elástico de retención (85) , montado en una ranura circunferencial (26) del vástago (20) .

15. La disposición de montaje, como se expone en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada por que 30 los extremos adyacentes (61a, 62a) de los dos insertos tubulares (61, 62) están mutuamente enfrentados.