Compresor alternativo con equipo para regulación continua del caudal de dicho compresor.

Compresor alternativo incluyendo equipo para regulacion continua del caudal del mismo,

provisto de al menos una camara de compresiOn (1) en la que esta insertado de forma deslizante un elemento de piston (101) que puede moverse con un movimiento alternativo, al menos una valvula de entrada (2) para el fluido a comprimir y al menos una valvula de salida (4) para el fluido comprimido que esta proporcionado en dicha camara, dicha valvula de salida (4) estando conectada a un deposito de almacenamiento (10) para el fluido comprimido, y dicha valvula de entrada (2) estando provista de medios de traslacion (502, 512) que pueden actuar sobre el elemento de sellado (302) de dicha valvula (2), dichos medios de traslaciOn (502, 512) siendo mOviles en una direcciOn perpendicular al piano de dicho elemento de sellado (302), e interactuando con medios de accionamiento (3, 103, 203) que son moviles en dicha direcciOn con un movimiento alternativo por medio de elementos operativos adecuados (303, 403), dichos medios operativos (303, 403) hacen posible controlar la velocidad de desplazamiento de dichos medios de accionamiento (3, 103, 203) en ambas direcciones de su movimiento, estando provistos medios (42) para detectar la posicion de dichos medios de accionamiento (3, 103, 203), medios (43) para detectar la posici6n del pistOn en la camara de compresiOn y medios (41) para detectar la presiOn en el depOsito, dichos medios de deteccion (42, 43, 41) y dichos medios operativos (303, 403) de los medios de accionamiento (3, 103, 203) estando conectados a una unidad central de procesamiento (40), caracterizado porque dichos medios operativos de dichos medios de accionamiento (3, 103, 203) son medios electromecanicos y comprenden una varilla (103) provista en su parte central con un elemento mOvil (203) que se proyecta radialmente y magnetizable, dicho elemento movil interactuando con dos solenoides (303, 403) y estando colocados en equilibrio entre estos 0Itimos, utilizando medios elasticos de carga adecuados (213, 223).

La presente invenciOn se refiere a compresores alternativos, y en particular a un compresor alternativo que incluye equipos para la regulacion continua del caudal en dicho compresor.

Hay varios mOtodos posibles de regulacion del caudal: dispositivos externos al compresor que pueden considerarse de operacion encendido / apagado, variaciOn de la

velocidad del motor de accionamiento del compresor, un bypass entre la salida y la entrada, y estrangulamiento de la entrada, mientras que los dispositivos que forman parte del propio compresor que pueden considerarse son la marcha en vacio / carga, control de reflujo y la introducción de un espacio muerto adicional que puede ser constante o variable.

Se proporciona regulacion por medio de espacio muerto adicional atiadiendo un espacio muerto al cilindro para permitir retrasar la apertura de las valvulas de presiOn, reduciendo asi el caudal, es posible Ilevar a cabo ya sea la regulaciOn escalonada, afiadiendo varios espacios muertos de diferentes capacidades, o regulacion continua (sin escalonamientos) , mediante el uso de un espacio muerto adicional de capacidad

variable, como se indica en US 2002/0025263 Al.

La operaciOn en vacio / carga, que no proporciona regulacion continua del caudal, es adecuada cuando esta presente en el sistema un depositï de almacenamiento y es aceptable una variaciOn de la presion de salida; la presiOn del depOsito se controla por un regulador de histeresis. En general, el caudal es regulado 25 por actuadores compuestas de dispositivos neumaticos, que, actuando sobre un cuerpo (el empujador) presente en cada valvula, permiten que el elemento de sellado se mantenga en una posiciOn predeterminada (abierto) , 10 que hace inactivo al compresor

(caudal cero) ; cuando dichos dispositivos no estan operativos, el compresor funciona a su maxima capacidad.

La frecuencia de actuacion de los dispositivos neumaticos que operan los empujadores de las valvulas de entrada depende de la amplitud de la histeresis, el

volumen del depOsito y el desequilibrio maximï entre el caudal nominal y el caudal minimï de la carga; Sin embargo, dicho valor debe estar limitado para evitar un desgaste excesivo en los dispositivos neumaticos.

Este tipo de control del caudal de los compresores provoca una disminucion de la eficiencia global y del factor de potencia en la fase de quot;marcha en vacioquot;, por otro 10 lado, el calor generado en la fase de quot;marcha en vacioquot; no se disipa, y por tanto, aumenta la temperatura de los elementos de sellado. Finalmente, el uso de un dispositivo de accionamiento sin control de posicion, su tiempo limitado de respuesta y tiempo de subida, junto con la presencia de tubos largos que tienen secciones transversales limitadas y un considerable espacio muerto, y la ausencia de la

sincronizacion del movimiento con el eje del compresor da lugar a una serie de contactos a velocidad incontrolada entre el elemento de sellado y el empujador, que reducen la fiabilidad de las valvulas, causando desgaste en el empujador y la rotura del elemento de sellado.

Se proporciona control de reflujo retrasando el cierre de la valvula de entrada

con respecto al punto de cierre en el caso de caudal maxima. El gas que ha entrado en el cilindro fluye de vuelta al conducto de entrada en una cantidad proporcional a la parte de la carrera de compresión durante la cual las valvulas de entrada se mantienen abiertas.

El uso de la regulacion continua permite el uso de depOsitos de almacenamiento

de capacidad limitada, ya que las variaciones de presiOn estan practicamente ausentes. Los metodos de actuaciOn utilizados hasta el momento para controlar la posición del elemento de sellado de las valvulas son del tipo neumatico o hidraulico de aceite.

Ejemplos de algunos dispositivos basados en la regulaciOn continua de contraflujo se describen en los documentos US 2004/0091365 Al y US 5 988 985. Estos dispositivos utilizan diversos sistemas de accionamiento en base a fluido que se suministra a un pistón. Ambos sistemas requieren un panel para regular la presión del

fluido usado para el accionamiento.

EP0801227A describe un metodo y un dispositivo para influir en una valvula de entrada de compresor en el que un dispositivo de control actua sobre el elemento de cierre de la valvula de sum& del compresor durante parte de la rotaciOn del ciguefial, para proporcionar apertura forzada de la valvula poco antes de alcanzar la igualacion

de presiOn entre el espacio de cilindro y el espacio de aspiracion del compresor. El dispositivo de control puede emplear un cilindro de control hidraulico con control de la presión para la apertura periódica del elemento de cierre para supervision indirecta de la velocidad de apertura.

EP0694693A describe un metodo y un dispositivo para control de valvula donde

el dispositivo de influencia tiene un cilindro de control que actua periddicamente en la direccion de elevaciOn del elemento de cierre. El cilindro se conecta periOdicamente al fluido a presiOn a traves de una unidad de control para presurizarlo o despresurizarlo. La unidad de control tiene un elemento de control en una de las lineas de fluido, que puede acelerar o desacelerar el movimiento de elevaciOn del elemento de cierre. La

unidad de control puede tener al menos un elemento de conmutacion variable controlable de, por ejemplo, una valvula piezoelectrica, con varios ajustes de conmutaciOn. Esto forma parte del elemento de control, que tambien puede tener un pistón de desplazamiento que opera un elemento de conmutación para el fluido a presion entre al menos dos caminos estrangulados.

EP1338794A describe una bomba de vacio de tipo de movimiento alternativo para su uso en refrigeradores o congeladores domesticos con paredes aisladas al vacio comprende valvulas que estan accionadas electrica o electrOnicamente y estan controladas por una unidad electrOnica de control con el fin de optimizar el rendimiento de la bomba. El propOsito principal de esta bomba domestica es lograr bajos niveles de

vacio (1 mbar y menos) , y con el fin de lograr este propósito, los volOmenes residuales

de valvulas tienen que reducirse tanto como sea posible, ya que el volumen de fluido 'a presiOn' restante al final de la expulsion en el interior del volumen de la bomba limita la presion minima que se puede alcanzar durante la fase de succiOn.

El objeto de la presente invencion es por tanto proporcionar un equipo para la

regulaciOn continua del caudal en compresores alternativos, usando esencialmente medios sencillos que limitan el desgaste de los componentes de valvula y mediante el uso de actuadores que hace posible completar el total del ciclo de carga del compresor dentro de una parte limitada del ciclo de funcionamiento, controlando asi la velocidad del impacto del elemento de sellado contra el asiento de valvula, y evitando la serie de

impaCtos entre el empujador y el elemento de sellado.

Por consiguiente, la presente invenciOn propone un equipo para regulaciOn continua. del caudal para un compresor alternativo segim se reivindica en la reivindicacion 1.

Otras caracteristicas ventajosas de la presente invencion se especifican en las reivindicaciones dependientes.

Otras ventajas y caracteristicas se haran mas claras mediante la siguiente descripcion detallada de una realizaciOn de la presente invenciOn, proporcionada, a modo de ejemplo y sin intend& restrictiva, con referencia a las hojas adjuntas de dibujos, en los cuales:

La figura 1 es un diagrama esquernatico de un compresor provisto con el equipo de acuerdo con la presente invenciOn;

La Figura 2 es una vista en alzado lateral con partes en sección, que representa un detalle de una valvula de entrada del compresor de la Figura 1;

La Figura 3 es una vista ampliada en secciOn longitudinal de un detalle de la Figura2;

La figura 4 muestra un detalle en secciOn en relaciOn con una variante de realizaciOn de la presente invenciOn;

La Figura 5 es un grafico de la variaciOn de la posiciOn del actuador de la valvula

de entrada durante una transicion desde un estado de valvula cerrada a valvula

abierta en funciOn del tiempo;

La Figura 6 es un diagrama de presion-volumen en relacion con el compresor 5 proporcionado con el equipo de acuerdo con la invenciOn; y

La Figura 7 es un conjunto de diagramas que muestran las variaciones de las sefiales y posiciones de sellado de la valvula y del actuador.

La figura 1 muestra esquernaticamente un compresor provisto con el equipo de acuerdo con la presente invenciOn; la camara... [Seguir leyendo]

1. Compresor alternativo incluyendo equipo para regulacion continua del caudal del mismo, provisto de al menos una camara de compresiOn (1) en la que esta insertado de forma deslizante un elemento de piston (101) que puede moverse

conun movimiento alternativo, al menos una valvula de entrada (2) para el fluido a comprimir y al menos una valvula de salida (4) para el fluido comprimido que esta proporcionado en dicha camara, dicha valvula de salida (4) estando conectada a un deposito de almacenamiento (10) para el fluido comprimido, y dicha valvula de entrada (2) estando provista de medios de traslacion (502, 512)

quepueden actuar sobre el elemento de sellado (302) de dicha valvula (2) , dichos medios de traslaciOn (502, 512) siendo mOviles en una direcciOn perpendicular al piano de dicho elemento de sellado (302) , e interactuando con medios de accionamiento (3, 103, 203) que son moviles en dicha direcciOn con un movimiento alternativo por medio de elementos operativos adecuados (303,

403) , dichos medios operativos (303, 403) hacen posible controlar la velocidad de desplazamiento de dichos medios de accionamiento (3, 103, 203) en ambas direcciones de su movimiento, estando provistos medios (42) para detectar la posicion de dichos medios de accionamiento (3, 103, 203) , medios (43) para detectar la posición del pistOn en la camara de compresiOn y medios (41) para

detectar la presiOn en el depOsito, dichos medios de deteccion (42, 43, 41) y dichos medios operativos (303, 403) de los medios de accionamiento (3, 103, 203) estando conectados a una unidad central de procesamiento (40) ,

caracterizado porque dichos medios operativos de dichos medios de accionamiento (3, 103, 203) son medios electromecanicos y comprenden una

varilla (103) provista en su parte central con un elemento mOvil (203) que se proyecta radialmente y magnetizable, dicho elemento movil interactuando con dos solenoides (303, 403) y estando colocados en equilibrio entre estos 0Itimos, utilizando medios elasticos de carga adecuados (213, 223) .

2. Compresor segOn la reivindicaciOn 1, en el que la dicha varilla (103) tiene un extremo (133) que interact0a con dichos medios de traslaciOn (502, 512) del

elemento de sellado (302) , mientras que su extremo opuesto (163, 173) interactila con medios (42) para detectar su posicion.

3. Compresor segun la reivindicacion 1 6 2, en el que dichos medios elasticos de

carga (213, 223) son cargados en una forma regulable con respecto a dicha 5 varilla (103) .

4. Compresor segun la reivindicacion 3, en el que dichos medios de regulacion de los medios elasticos de carga comprenden un cuerpo mOvil (503) en contacto con los medios elasticos de carga (223) y situado en el externï de dichos medios de accionamiento (3) opuesto al extremo enfrentado a la citada valvula

(2) , estando provistos medios (523) para bloquear el cuerpo mOvil (503) .

5. Compresor seg0n la reivindicaciOn 3, en el que dichos medios de regulaciOn comprenden una camera (933) en la que se inserta el extremo (163) de dicha varilla (103) opuesto al extremo (133) que interact0a con los medios de traded (502, 512) , dicha camera estando en comunicacion de fluido (943, 953) con el

entorno aguas arriba de dicha valvula (2) .

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