Dispositivo para comprimir un fluido gaseoso o compuesto por componentes gaseosos y líquidos, así como un submarino con tal dispositivo.

Dispositivo para comprimir un fluido gaseoso o compuesto por componentes gaseosos y líquidos,

con un compresor de émbolo (2) con medios para introducir un líquido (22) en una cámara de compresión (12) del compresor de émbolo (2) durante la compresión, y con una bomba de émbolo (14) para transportar el líquido, caracterizado porque un vástago de émbolo (40) del compresor de émbolo (2) está acoplado en cuanto al movimiento a un accionamiento lineal con regulación continua, accionando el accionamiento lineal el compresor de émbolo (2) junto a la bomba de émbolo (14).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12190384.

Solicitante: ThyssenKrupp Marine Systems GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WERFTSTRASSE 112-114 24143 KIEL ALEMANIA.

Inventor/es: BUCHNER,RICHARD, DUYSEN,MAIKE, ZIEL,SÖNKE, BLESS,HENRY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A62B11/00 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A62 SALVAMENTO; LUCHA CONTRA INCENDIOS.A62B DISPOSITIVOS, APARATOS O PROCEDIMIENTOS DE SALVAMENTO (válvulas especialmente concebidas para uso médico A61M 39/00; composición de sustancias químicas usadas en respiradores, máscaras de gas, aparatos para respirar u otros A62D; rescate en montañas o árboles A63B 27/00, A63B 29/00; dispositivos, aparatos o procedimientos de salvamento especialmente concebidos para el salvamento en el mar B63C 9/00; equipos de buzo B63C 11/00; specialmente concebidos para ser utilizados en aeronáutica, p. ej. paracaídas, asientos eyectores, B64D; dispositivos de salvamento especiales para minas E21F 11/00). › Dispositivos para el reacondicionamiento del aire respirable en zonas o cámaras cerradas (purificación química, desinfección o esterilización del aire A61L; en aviones o submarinos en tanto en cuanto que tales dispositivos afecten a la construcción del vehículo o dependan de esta construcción B63B, B64D, respectivamente; acondicionamiento de aire en general F24F).
  • B63G8/36 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B63 BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS.B63G INSTALACIONES OFENSIVAS Y DEFENSIVAS EN LOS BUQUES; COLOCACION DE MINAS; DRAGADO DE MINAS; SUBMARINOS; PORTAAVIONES (medios de ataque o de defensa en general, p. ej. torretas, F41H). › B63G 8/00 Embarcaciones sumergibles, p. ej. submarinos (cascos de submarinos B63B 3/13; cámaras de buceo unidas mecánicamente a una base, p. ej. mediante un cable B63C 11/34; artefactos automotores de buceo B63C 11/46; torpedos F42B 19/00). › Adaptaciones relativas a las instalaciones de ventilación, refrigeración, calefacción o acondicionamiento de aire (reacondicionamiento del aire en cámaras estancas A62B 11/00; para buques en general B63J 2/00; acondicionamiento de aire en general F24F).
  • F04B35/04 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04B MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS (bombas de inyección de combustible para motores F02M; máquinas de líquido, o bombas, de tipo pistón rotativo u oscilante F04C; bombas de desplazamiento no positivo F04D; bombeo de fluido por contacto directo con otro fluido o por utilización de la inercia del fluido a bombear F04F; cigüeñales, cabezas de biela, bielas F16C; volantes F16F; transmisiones para convertir un movimiento rotativo en movimiento alternativo y viceversa, en general F16H; pistones, vástagos de pistones, cilindros, en general F16J; bombas iónicas H01J 41/12; bombas electrodinámicas H02K 44/02). › F04B 35/00 Bombas de pistón especialmente adaptadas para fluídos compresibles   caracterizadas por los medios de accionamiento de sus órganos de trabajo o por la combinación o adaptación con las máquinas o motores particulares que las accionan, no previstas en otro lugar (si predomina el aspecto de máquina motriz o de motor, véanse las clases apropiadas). › siendo los medios eléctricos.
  • F04B37/20 F04B […] › F04B 37/00 Bombas especialmente adaptadas para fluídos compresibles con características pertinentes no cubiertas por, o con un interés distinto que, los grupos F04B 25/00 - F04B 35/00. › para gases húmedos, p. ej. aire húmedo.
  • F04B39/06 F04B […] › F04B 39/00 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). › Refrigeración (de máquinas o motores en general F01P ); Calentamiento; Prevención del hielo.
  • F04B41/06 F04B […] › F04B 41/00 Instalaciones y sistemas de bombeo especialmente adaptados para fluídos compresibles (F04B 31/00, F04B 35/00 tiene prioridad). › Combinaciones de varias bombas.

PDF original: ES-2544536_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivo para comprimir un fluido gaseoso o compuesto por componentes gaseosos y líquidos, así como un submarino con tal dispositivo La invención se refiere a un dispositivo para comprimir un fluido gaseoso o compuesto por componentes gaseosos y líquidos con las características indicadas en el preámbulo de la reivindicación 1 así como a un submarino.

Para comprimir gases frecuentemente se usan compresores de émbolo. Sin embargo, los compresores de émbolo presentan generalmente un espacio muerto, denominado también espacio perjudicial, en el que después del ciclo de compresión se encuentra gas comprimido que se expande durante el ciclo de succión del compresor de émbolo evitando de esta manera inicialmente la succión de gas nuevo. Esto reduce considerablemente el grado de eficacia de los compresores de émbolo, aumentando este efecto a medida que aumenta la presión de compresión.

Además, la compresión de gases transcurre de forma politrópica, de manera que la temperatura en los compresores aumenta con la relación entre la presión final / presión inicial. A medida que sube la temperatura aumenta el trabajo de compresión a prestar. Esto y el espacio muerto de los compresores de émbolo mencionado anteriormente hacen que generalmente no es posible comprimir en un proceso de una sola etapa en un compresor de émbolo gases que han de comprimirse a una presión relativamente alta. Por lo tanto, frecuentemente es necesario aumentar la presión de un gas paso a paso en varios compresores de émbolo dispuestos unos detrás de otros, refrigerándose el gas respectivamente entre los pasos de de compresión.

Este procedimiento es engorroso y técnicamente complejo.

Por los documentos DE296367A, DE357858A y US2, 404, 660 se dieron a conocer dispositivos para la compresión de gases que presentan un compresor de émbolo accionado por un mecanismo de biela y manivela de empuje que succiona gas a una cámara de compresión y lo comprime en esta. Para evitar un espacio muerto en la cámara de compresión y para la refrigeración del gas situado en la cámara de compresión se introduce agua en la cámara de compresión.

En el documento DE102009040379B3 se describe un dispositivo para comprimir gas que presenta un depósito a presión con una entrada de gas, una salida de gas y una entrada de líquido y en el que el gas situado en el depósito a presión se comprime mediante la entrada de un líquido en el depósito a presión.

Una máquina de émbolo conocida por el documento DE102006053923A1 presenta un compresor de émbolo y medios para introducir un líquido refrigerante en una cámara de compresión del compresor de émbolo. Un vástago de émbolo del compresor de émbolo está acoplado en cuanto al movimiento a un mecanismo de manivela.

Por el documento DE102004052168A1 se dio a conocer el modo de accionar una máquina de émbolo en lugar de un mecanismo de manivela con un accionamiento lineal.

En un dispositivo para comprimir un fluido, conocido por el documento GB455, 829A, previsto para el uso en la industria cervecera, en la cámara de compresión de un compresor de émbolo se introduce mediante una bomba de émbolo un líquido refrigerante. El compresor de émbolo y la bomba de émbolo presentan un accionamiento común.

Ante este trasfondo, la invención tiene el objetivo de proporcionar un dispositivo para comprimir un fluido gaseoso

o compuesto por componentes gaseosos y líquidos que permita la compresión de un fluido gaseoso o compuesto por componentes gaseosos y líquidos a una presión relativamente alta con un proceso de una sola etapa en un compresor de émbolo, pudiendo adaptarse el compresor de émbolo del dispositivo rápidamente a tareas de compresión diferentes o cambiantes.

Este objetivo se consigue mediante un dispositivo con las características indicadas en la reivindicación 1. Variantes ventajosas del dispositivo resultan de las reivindicaciones subordinadas, de la siguiente descripción y del dibujo. Según la invención, las características indicadas en las reivindicaciones subordinadas pueden usarse por sí solas

o en combinaciones adecuadas para realizar variantes adicionales del dispositivo según la reivindicación 1.

El dispositivo según la invención para comprimir un fluido gaseoso o compuesto por componentes gaseosos y líquidos presenta un compresor de émbolo. Para poder comprimir el fluido en el compresor de émbolo en una sola etapa a una presión relativamente alta, el dispositivo presenta medios para introducir un líquido en una cámara de compresión del compresor de émbolo durante la compresión y una bomba de émbolo para transportar el líquido. Por lo tanto, están previstos medios transportadores con los que un líquido es transportado de un depósito de

líquido a la cámara de compresión del compresor de émbolo. Además, están previstos medios de control que controlan el dispositivo de tal forma que durante la compresión del fluido el líquido se introduce en la cámara de compresión del compresor de émbolo.

El objetivo de esta realización del dispositivo según la invención es introducir líquido en la cámara de compresión del compresor de émbolo durante la compresión del fluido. Mediante esta medida, el fluido situado en la cámara de compresión se refrigera durante el proceso de compresión. Al mismo tiempo, tras finalizar la compresión del fluido, con una dosificación correspondiente, el espacio muerto existente en la cámara de compresión se llena completamente del líquido no comprimible, de manera que entonces ya no se encuentra gas en la cámara de compresión y prácticamente se ha eliminado el espacio muerto. Por lo tanto, en el procedimiento según la invención no se pueden producir los efectos relacionados generalmente con el espacio muerto. Mediante la refrigeración producida por la introducción del líquido en la cámara de compresión y la eliminación del espacio muerto es posible comprimir gases en el compresor de émbolo en un proceso de una sola etapa a una presión relativamente alta.

Según la invención, el vástago de émbolo del compresor de émbolo preferentemente está acoplado en cuanto al movimiento a un accionamiento lineal con regulación continua. Por un accionamiento lineal con regulación continua se entiende un accionamiento lineal en el que se pueden modificar sin graduación el recorrido de movimiento y la velocidad de movimiento de un componente del accionamiento lineal, que se puede mover por traslación y que está acoplado al vástago de émbolo. Por consiguiente, en el compresor de émbolo se pueden regular de forma continua durante la succión y la compresión del fluido también el trayecto recorrido por el émbolo del compresor de émbolo y la velocidad del mismo, de modo que el compresor de émbolo se puede adaptar rápidamente a tareas de compresión diferentes o cambiantes.

Convenientemente, la cámara de compresión del compresor de émbolo presenta, además de una primera entrada para el fluido que ha de ser comprimido, una segunda entrada para introducir el líquido. En el lado de entrada de la primera entrada de la cámara de compresión está dispuesta de la manera habitual una válvula que impide que el fluido pueda salir de la cámara de compresión del compresor de émbolo durante el ciclo de compresión de este. De manera similar, en el lado de entrada de la segunda entrada de la cámara de compresión está dispuesta convenientemente una válvula con la misma función. Estas válvulas pueden ser de manera ventajosa válvulas de retención.

De manera ventajosa, a la segunda entrada del compresor de émbolo está conectada la bomba de émbolo para transportar el líquido. Dicha bomba de émbolo que permite una dosificación de líquido muy exacta, de tal forma que a la cámara de compresión del compresor de émbolo se puede bombear exactamente la cantidad de líquido necesaria para llenar el espacio muerto y para refrigerar el fluido, está realizada de manera conveniente de tal forma que puede contrarrestar la presión de compresión existente en la cámara de compresión del compresor de émbolo.

De manera ventajosa, están sincronizados los ciclos de trabajo del compresor de émbolo y de la bomba de émbolo. Es decir que el compresor de émbolo y/o la bomba de émbolo son controlados preferentemente de tal forma que cuando el compresor de émbolo realiza un ciclo de compresión la bomba de émbolo realiza simultáneamente un ciclo de expulsión bombeando líquido a la cámara de compresión del compresor de émbolo y que, cuando el compresor de émbolo succiona el fluido que ha de ser comprimido, la bomba de émbolo realiza simultáneamente también un ciclo de succión succionando de un depósito de líquido el líquido... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo para comprimir un fluido gaseoso o compuesto por componentes gaseosos y líquidos, con un compresor de émbolo (2) con medios para introducir un líquido (22) en una cámara de compresión (12) del compresor de émbolo (2) durante la compresión, y con una bomba de émbolo (14) para transportar el líquido, caracterizado porque un vástago de émbolo (40) del compresor de émbolo (2) está acoplado en cuanto al movimiento a un accionamiento lineal con regulación continua, accionando el accionamiento lineal el compresor de émbolo (2) junto a la bomba de émbolo (14) .

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara de compresión (12) presenta una primera entrada (8) para el fluido que ha de ser comprimido y una segunda entrada (34) para la introducción del líquido (22) .

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque a la segunda entrada (34) del compresor de 15 émbolo (2) está conectada la bomba de émbolo (14) para transportar el líquido.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un accionamiento roscado accionado de forma eléctrica constituye el accionamiento lineal.

5. Submarino (56) , caracterizado porque el submarino (56) presenta al menos un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4 para evacuar del submarino (56) un fluido gaseoso.


 

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