Compresor de pistón de fases múltiples.

Compresor de pistón de fases múltiples con al menos dos unidades de cilindro y pistón (2,

4, 6), caracterizado por que cada unidad de cilindro y pistón presenta un accionamiento lineal eléctrico separado (14, 16, 18) para el movimiento del pistón, y por que está prevista una instalación de control (28), que está configurada de tal forma que los accionamientos lineales (14, 16, 18) son controlables individualmente en velocidad y carrera.

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DESCRIPCIÓN

Compresor de pistón de fases múltiples La invención se refiere a un compresor de pistón de fases múltiples con al menos dos unidades de cilindro y pistón.

Se conocen compresores de pistón de fases múltiples para elevar la presión de un gas en varias fases. En tales compresores de fases múltiples se eleva en una primera fase a través de una primera unidad de cilindro y pistón la presión de partida a una primera presión intermedia. Esta primera presión intermedia se eleva entonces en una segunda fase a través de una segunda unidad de cilindro y pistón a una presión de nuevo más elevada. Esto prosigue de acuerdo con el número de las fases utilizadas. En los compresores de pistón conocidos se accionan los pistones de todas las unidades de cilindro y pistón a través de un árbol de cigüeñal común, que predetermina fijamente la carrera de los pistones. En función de la relación de la presión entre las fases individuales se selecciona, además, diferente el diámetro de los cilindros individuales, es decir, que se reduce de una fase a otra el diámetro interior de los cilindros, puesto que con cada elevación de la presión se reduce el volumen del gas. Los compresores de pistones de fases múltiples conocidos son, por lo tanto, de tal naturaleza que éstos se fijan a través de su construcción mecánica en determinadas relaciones de la presión de las fases así como a una corriente volumétrica total determinada y una presión total determinada. Las variaciones solamente son posibles con limitaciones a través de diferente control de la válvula. Por lo tanto, es problemático emplear tales compresores de pistón allí donde deben realizarse diferentes compresiones o bien presiones y diferentes corrientes volumétricas con una y la misma máquina.

El documento DE 1228 023 publica un compresor de pistón de empuje accionado hidráulicamente. Este compresor está diseñado de varias fases. En este caso, para cada fase está prevista una bomba de accionamiento regulable para el accionamiento hidráulico de los pistones de empuje. A través de la modificación del número de revoluciones de la bomba se puede variar el número de carreras del pistón del compresor. De esta manera, se pueden ajustar presiones de partida deseadas de las fases individuales. Sin embargo, esta configuración no permite una variación discrecional de los volúmenes a transportar.

El documento US 5.863.186 publica un compresor de fases múltiples accionado hidráulicamente, en el que en el lado de entrada de cada pistón del compresor está dispuesta una válvula de control, para desconectar la alimentación del fluido de accionamiento. De esta manera se puede detener el proceso de compresión de cada pistón individual de forma selectiva. De este modo, en cada compresor, se puede ajustar exactamente la presión intermedia alcanzada en cada fase. Sin embargo, no es posible una adaptación individual del volumen a transportar y de la presión en esta configuración.

Por lo tanto, el cometido de la invención es mejorar un compresor de pistón de fases múltiples, con el propósito de que con una y la misma máquina se puedan variar la presión y la corriente volumétrica de una manera sencilla.

Este cometido se soluciona por medio de un compresor de pistón de fases múltiples con las características indicadas en la reivindicación 1. Las formas de realización preferidas se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes, de la descripción siguiente así como de las figuras adjuntas.

El compresor de pistón de fases múltiples de acuerdo con la invención presenta al menos dos unidades de cilindro y pistón, es decir, que está configurado al menos de dos fases. En el caso de que estén previstas más fases, están previstas correspondientemente más unidades de cilindro y pistón. En este caso, para cada fase está prevista al menos una unidad de cilindro y pistón. De acuerdo con la invención, cada unidad de cilindro y pistón está provista, respectivamente, con un accionamiento lineal eléctrico separado para el movimiento del pistón. Es decir, que el pistón de la primera unidad de cilindro y pistón, es decir, de la primera fase se mueve a través de un accionamiento lineal separado y el pistón de la segunda unidad de cilindro y pistón, es decir, de la segunda fase es accionado a través de un accionamiento lineal separado propio. De esta manera, para cada fase, es decir, para cada unidad de cilindro y pistón, que forma una fase, está previsto un accionamiento lineal separado para el movimiento del pistón. Es decir, que aquí se prescinde de un árbol de cigüeñal de accionamiento común y, por lo tanto, de un acoplamiento mecánico del movimiento de los pistones de las unidades individuales de cilindro y pistón. Una sincronización o bien un acoplamiento del movimiento de los pistones individuales de la unidad de cilindro y pistón se realiza de acuerdo con la invención puramente de acuerdo con la técnica de control a través del control de los accionamientos lineales.

A tal fin de acuerdo con la invención está prevista una instalación de control que está configurada de tal forma que los accionamientos lineales pueden ser controlados por éste de una manera individual en velocidad y carrera. Es decir, que la instalación de control está configurada de tal forma que puede activar los accionamientos lineales de las unidades individuales de cilindro y pistón de una manera independiente entre sí, es decir, que para cada accionamiento lineal se puede controlar o bien ajustar la carrera del pistón y también la velocidad del movimiento del pistón de una manera separada. Además, se pueden fijar también por separado al instante inicial y el instante final del movimiento del pistón para cada unidad de cilindro y pistón y, dado el caso, se puede modificar, activando de manera correspondiente la instalación de control el accionamiento lineal correspondiente, respectivamente, de la

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unidad de cilindro y pistón, es decir, iniciando y terminando el movimiento del pistón.

Puesto que se prescinde del acoplamiento del movimiento mecánico de los pistones individuales, se puede ajustar el compresor de pistón de fases múltiples de una manera flexible a diferentes potencias de transporte y presiones. Así, por ejemplo, se puede reducir la velocidad de los pistones cuando se desea una corriente volumétrica reducida. En este caso, no deben incrementarse la carrera y la velocidad de todos los pistones en la misma medida, sino que en su lugar a través del control independiente de acuerdo con la invención de los accionamientos es posible variar la carrera y la velocidad de los pistones individuales de las diferentes fases de una manera independiente entre sí. En particular, es posible modificar el volumen de la carrera a través de la modificación de la carrera, por ejemplo de la segunda fase en función de la elevación de la presión, que tiene lugar en la primera fase.

Con preferencia, la instalación de control está configurada de esta manera de tal forma que a través del control individual de los accionamientos lineales de las al menos dos unidades de cilindro y pistón se puede variar la relación de la presión de las fases de la unidad de cilindro y pistón. Esto no es posible en compresores de pistón convencionales, que disponen de un árbol de cigüeñal común que acciona todos los pistones, puesto que la relación de la presión y la relación del volumen entre las fases individuales están adaptadas fijamente entre sí. A través de los accionamientos mecánicamente independientes de las unidades de cilindro y pistón más próximas y el control individual correspondiente, es posible de acuerdo con la invención modificar las relaciones de la presión de las fases individuales. Cuando se eleva la relación de la presión de las fases de una fase precedente, por ejemplo de la primera fase, se puede adaptar de una manera correspondiente el volumen de la carrera a través de la reducción de la carrera en la fase siguiente, es decir, por ejemplo, en la segunda fase. La relación de la presión de las fases se puede modificar en este caso igualmente a través de la modificación de la carrera. En este caso, al mismo tiempo es posible adaptar las velocidades de avance de tal manera que también en el caso de carreras diferentes, las fases individuales, es decir, las unidades de cilindro y pistón individuales trabajan con la misma frecuencia. A través del control individual de los accionamientos se puede reducir, además, el espacio nocivo en el cilindro, es decir, que se pueden reducir las pérdidas volumétricas, puesto... [Seguir leyendo]

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1. Compresor de pistón de fases múltiples con al menos dos unidades de cilindro y pistón (2, 4, 6) , caracterizado por que cada unidad de cilindro y pistón presenta un accionamiento lineal eléctrico separado (14, 16, 18) para el movimiento del pistón, y por que está prevista una instalación de control (28) , que está configurada de tal forma que los accionamientos lineales (14, 16, 18) son controlables individualmente en velocidad y carrera.

2. Compresor de pistón de fases múltiples de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la instalación de control (28) está configurada de tal forma que a través del control individual de los accionamientos lineales (14, 16, 18) de las al menos dos unidades de cilindro y pistón (2, 4, 6) se puede variar la relación de la presión de las fases de las unidades de cilindro y pistón (2, 4, 6) .

3. Compresor de pistón de fases múltiples de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que las al menos dos unidades de cilindro y pistón (2, 4, 6) están configuradas de tal forma que sus cilindros (12) presentan secciones transversales interiores de diferente tamaño.

4. Compresor de pistón de fases múltiples de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los accionamientos lineales (14, 16, 18) presentan, respectivamente, un motor de accionamiento giratorio (20, 22, 24) y un mecanismo de husillo que convierte el movimiento giratorio del motor de accionamiento (20, 22, 24) en un movimiento lineal para el pistón (10) .

5. Compresor de pistón de fases múltiples de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las unidades de cilindro y pistón (2, 4, 6) están configuradas para funcionamiento en seco.

6. Compresor de pistón de fases múltiples de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que entre las al menos dos unidades de cilindro y pistón (2, 4, 6) está dispuesto un refrigerador intermedio (52, 54, 56) .

7. Compresor de pistón de fases múltiples de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las unidades de cilindro y pistón (2, 4, 6) están configuradas, respectivamente de doble carrera.

8. Compresor de pistón de fases múltiples de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el lado de salida de al menos una primera unidad de cilindro y pistón (2, 4) está dispuesta una válvula de conmutación (46, 48) , por medio de la cual se puede conmutar la vía de circulación del lado de salida entre una segunda unidad de cilindro y pistón (4, 6) siguiente y un conducto de salida (50) .