BRPI1103354A2 - sistema de vÁlvulas para compressores de alta frequÊncia - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE VÁLVULAS PARA COMPRESSORES DE ALTA FREQUÊNCIA. A presente invenção se refere a sistema de válvulas para compressores alternativos que operam em alta frequência - em especial, em valores superiores a 200 Hz, compreendido por uma junta de cilindro (3); uma placa de sucção (4) contendo pelo menos uma válvula de sucção (42) com extremidade circular (43) pertencente à placa de sucção (4); uma placa (5) compreendendo pelo menos um orifício de sucção (51) e pelo menos um orifício, de descarga (52); pelo menos uma válvula de descarga (6) compreendendo uma lâmina contendo pelo menos um prolongamento ortogonal (63) com extremidade circular (64); e pelo menos um batente de descarga (7) cooperante com a válvula de descarga (6), o batente (7) compreendendo uma peça com perfil inferior provido de pelo menos um rebaixo (72) limitador de movimentação da extremidade (64) da válvula de descarga (6).
Description
Relatorio Descritivo da Patente de Invengao para nSISTEMA DE VALVULAS PARA COMPRESSORES DE ALTA FREQUENCIA".
Campo da Invencao
A presente invengao se refere a um sistema de valvulas para compressores, mais especificamente para compressores alternatives que operam em alta freqiiencia 一 em especial, em valores superiores a 200 Hz.
Fundamentos da Invencao ·
Conforme e do conhecimento da tecnica, compressores sao equipamentos que, de forma geral, aumentam a pressao de um gas por meio da redu^ao de seu volume mediante a aplicagao de uma for?a mecanica que, no caso dos compressores alternatives, e normalmente exercida por um pistao no interior de um cilindro. Para exercer ο controle desse fluxo de gas, tais equipamentos utilizam valvulas do tipo palheta, que abrem e fecham de acordo com a diferen^a de pressao entre ο cilindro e a camara de sucgao ou descarga do equipamento. Ocorre1 porem, que os compressores conhecidos normalmente operam com
freqQencias que variam em to mo de 50 a 60 Hertz e as valvulas do atual estado da tecnica normalmente sao projetadas, geometrica e dimensionalmente,para: operar nessa faixa de freqiiencia, nao sendo conhecidas valvulas adequadas para operarem com freqiiencias muito elevadas.
Os sistemas de valvulas apresentados nos documentos US 2001/001-7162 e BR
PI9202785 sao exemplos caracteristicos do atual estado da tecnica. uma vez que apresentam valvulas de sucgao e de descarga com geometrias muito proximas, definidas por palhetas substancialmente alongadas fixas as respectivas placas por uma ijnica regiao de fixagao 一 ο que deixa tais pe?as extremamente vulneraveis a danos e eventuais rupturas oriundas da elevagao da intensidade das for^as solicitantes inerentes a operagoes em freqiiencias elevadas.
O documento US 7390176 tambem descreve uma valvula de sucgao com formato alongado - mais especificamente com geometria em forma de “Y" — que preve ο apoio da extremidade da valvula sobre a placa de base, construgao que tambem poderia causar maior desgaste de ambas as pegas em opera^des a freqiiencias elevadas, alem de incorrer nos problemas de resistencia a esforgos ja mencionados. Constru9§o analogs tambem e pre vista no documento CN 201202617 que, alem de nao mencionar a possibilidade de utilizagao em condigoes de opera?ao a alta freqiiencia, tambem preve que a extremidade das valvulas fique apoiada sobre placa de base. Percebe-se, portanto, que ο atual estado da tecnica carece de um sistema de
valvulas projetado especificamente para a utiliza^ao em compressores que operem a
frequencias elevadas, que apresente solugdes geometricas, estruturais e dimensionais adequadas para resistir aos esforgos solicitantes nessas condig5es. Obietivos da Invencao
Portanto, e um dos objetivos da presente invengao ρ rover sistema de valvules destinado, especificamente, a utilizagao com compressores que operam em aIta frequencia, passivel de ser utilizado, inclusive, em compressores cujas freqiiencias ultrapassem ο valor de 200 Hz.
Outro dentre os objetivos da presente invengao e revelar um sistema.de valvules para compressores de alta frequencia que apresente caracteristicas geometricas e dimensionais capazes de resistir aos esforgos em tais condigdes de operagao.
E tambem um objetivo da presente invengao revelar as caracteristicas dimensionais mais adequadas para um sistema de valvules para utilizagao em compressores operantes em freqiiencias elevadas.
Sumario da Invencao
A presente invengao atinge os objetivos acima por meio de um sistema de valvules para compressores de alta freqCiencia, do tipo compreendido por placas, valvulas de sucgao e valvulas de descarga para operagao em cilindros de compressores nos quais sao presos com ο auxilio;de:rebites e piFi©Sfsendo-que*dito‘sistema—coFnpreende uma junta de cilindro; uma placa de sucgao cooperante com a junta de cilindro, sendo que a placa de sucgao compreende um corpo substancialmente circular provido de trecho vazado central que origina pelo menos—tima^valvula=de^suG§§o=Gom〜extremidade circular; uma placa cooperante com a placa de sucgao, tal placa compreendendo pelo menos um orificio de sucgao e pelo menos um orificio de descarga; pelo menos uma valvula de descarga cooperante com a placa, sendo que a valvula de descarga compreende uma lamina contendo pelo menos um prolongamento ortogonal com extremidades circulares; e pelo menos um batente de descarga cooperante com a valvula de descarga, ο batente compreendendo uma pega com perfil inferior provido de pelo menos um rebaixo Iimitador de movimentagao das extremidades da valvula de descarga.
A referida inven^ao compreende, portanto, meios para permitir que tal sistema de valvulas seja utilizado em compressores que operam em altas freqiiencias, inclusive superiores a 200 Hz.
Em uma concretizagao preferenciat da presente invengao, a placa de sucgao apresenta geometria substancialmente circular e valvulas de sucQao engastadas ao seu corpo ao Iongo de Iinhas de engaste, de modo que a placa e as valvulas de sucgao sao um corpo unico.
Tambem na concretizagao preferencial da presente inven^ao’ tais valvulas de sucgao apresentam comprimento total entre 5,0 e 5,5 milimetros.
Ademais1 preferencialmente a placa de suc9ao, as valvulas de sucgao e a valvula de descarga possuem espessura compreendida entre 0,05 e 0,11 mitimetros — preferencialmente 0,0762 milimetros.
Saliente-se ainda que, em uma concretizagao preferencial da invengao, tambem a valvula de descarga apresenta comprimento total entre 5,5 e 6,0 milimetros.
Descrigao Resumida dos Desenhos
As figuras mostram:
Figura 1 - ilustra uma vista frontal de uma placa de valvula e valvula de sucgao utilizada no atual estado da tecnica;
Figura 2 - mostra uma vista em perspectiva explodida do sistema de valvules para compressores construido de a cord ο com uma concretizagao preferencial da presente invengao;
Figura 3.1 - mostra uma vista posterior da montagem da valvula de sucgao do sistema da presente invengao;
Figura 3.2 - mostra uma vista lateral do objeto ilustrado na Figura 3.1 ; Figura 3.3 - mostra uma vista frontal do objeto ilustrado na Figura 3.1;
Figura 4 - mostra um detalhe ampliado das valvulas de sucgao iIustradas na Figura 3.1 ;
Figura 5.1 - mostra uma vista frontal da montagem da valvula de descarga do sistema objeto da presente invengao; Figura 5:2 -mostFa uma vista-lateral do objeto ilustrado η a Figura 5.1 ;
Figura 5.3 - mostra uma vista posterior do objeto ilustrado na Figura 5:1;
Figura 6 - mostra um detalhe ampliado da valvula de descarga do sistema da presente invengao, na qual aparece hachurada a regiao efetiva da valvula de descarga;
Figura 7 - mostra uma vista Iatera丨 do batente de descarga do sistema de valvulas objeto da presente invengao; e
Figura 8 - mostra uma vista superior do batente de descarga ilustrado na Figura 7.
Descrioao Detalhada da Invencao
A Figura 1 anexa ilustra uma placa de sucgao 1 exemplificativa do atual estado da tecnica, que apresenta geometria substancialmente quadrangular sobre a qual e presa, por meio de elementos de fixagao independentes 21, uma valvula de sucgao tipo palheta 2 de formato alongado. Cabe salientar que, em geral’ tais valvulas apresentam uma area de fixagao 22’ uma regiao intermediaria alongada 23 e, finalmente, ο elemento 24 que efetivamente fica disposto sobre ο orificio de sucgao (nao mostrado) da placa 1.
Vale esclarecer que, em geral, as valvulas de sucgao e descarga usualmente utilizadas em compressores que operam em freqdencias que variam entre 20 e 75 Hz apresentam espessuras entre 0,152 e 0,254 milimetros e comprimento total variando entre e 30 milimetros, ο que resuIta em pegas que possuem uma determinada frequencia natural de vibragao que, consequentemente, acarreta em Iimitagao na freqiiencia com a qua! podem ser utilizadas de forma adequada. t·
O sistema de valvulas proposto na presente invengao e CARACTERIZADO pelo desenho do contomo das valvulas de sucgao e descarga conforme ilustrado na Figura 2, que apresenta uma vista em perspectiva explodida do sistema com suas partes constituintes tomadas em separado, quais sejam: junta do cilindro 3,placa de sucgao 4, placa de valvula 5,valvula de descarga 6,batente de descarga 7,rebites 8 e pinos 9.
A placa de sucgao 4 - tambem itustrada nas Figuras 3.1 a 4 - apresenta geometria substancialmente circular e Iinhas de corte ou um trecho vazado central 41 que resulta em .duas pequenas valvulas de sucgao 42 com extremidades circulares 43,sendo que estes ijltimos efetivamente constituem os elementos de fechamento dos orificios de sucgao 51 da placa 5.
. E importante salientar os componentes de sucgao da presente invengao sao
constituidos por uma pega unica na qual as valvulas sao engastadas a placa de sucgao 4, sendo que as Iinhas de engaste 44 conferem a pega grande resistencia contra rupturas eventualmente oriundas da movimenta^ao das extremidades circulares 43 da valvula quando da operagao a frequeneias elevadas——lembrando-se que no atual estado da tecnica apresentam comprimentos da ordem de 10 a 30 milimetros, enquanto ο comprimento total da valvula 42 (incluindo a extremidade 43) totaliza cerca de 5,35 milimetros.
Vale esclarecer que a Iinha de engaste 44 e definida pela junta do cilindro 3 que fica Iocalizada entre a placa de sucgao 4 e ο cilindro do compressor (nao mostrado) e, portanto, a regiao de apoio da valvula de sucgao 42 - que corresponde a placa de sucgao 4 - fica definida entre a junta do cilindro 3 e a placa de valvula 5.
Ademais1 a espessura da placa de sucgao 4 e de cerca de 0,0762 milimetros (quando no atual estado da tecnica esse valor vai de 0,152 a 0,254 milimetros), sendo que devido a espessura reduzida, a rigidez caracteristica da pega ainda fica dentro de Iimites nos quais a eficiencia de bombeamento e elevada.
Para a montagem, a placa de sucgao 4 fica posicionada entre a placa de valvula 5 e a junta do cilindro 3, sendo que esses tres elementos sao presos ao cilindro do compressor (nao mostrado) por meio de elementos de fixagao adequados a serem posicionados nos orificios distais 10. Saliente-se que a junta do cilindro 3 possui um vao central 31 para possibilitar a movimentagao das valvulas de sucgao 42 com extremidades circulares 43 da placa de sucgao 4.
Ja a valvula de descarga 6 do sistema objeto da presente inven^ao - meihor ilustrada nas Figuras 5.1 a 6 - e compreendida por uma lamina inteiriga com cerca de 0,0762 milimetros de espessura,definida por uma haste convexa 61 de cujas extremidades prolongam-se duas hastes laterals anguladas 62 que se estendem em prolongamentos ortogonais 63 com extremidades circulares 64, as quais efetivamente constituem os elementos que se sobrepoem aos orificios de descarga 52 da placa de valvula 5.
A montagem da valvula de descarga 6 sobre a placa de valvula 5 e feita com ο auxilio de um batente de-descarga 7 representado nas Figuras 7 e 8, definido por uma pega espessa e que, nesta representagao em forma de W, possui, em suas hastes distais, orificios 71 para acoplamento dos rebites 8 e pinos 9,sendo que seu perfil inferior apresenta um rebaixo em seu trecho central 72 ο qual atua, efetivamente, como Iimitador de abertura das extremidades circulares 64 da valvula de descarga 6. ■ Saliente-se que ο comprimento total da haste 63 somada a extremidade circular 64
da valvula de descarga 6 totaliza 5,85 milimetros - portanto, tambem significativamente menor que ο usualmente conhecido.
O sistema apresentado difere tambem dos convencionais por apresentar quantidade de valvules e orificios de s'ucgao e descarga diferente das riormalmente observadas nos similares conhecidos, posto conter duas entradas de sucgao 51 e dois orificios de descarga 52 - quando usualmente existe apenas uma valvula para cada fun^ao.
Vale esclarecer, ainda, que ο sistema apresentado, alem de poder ser utilizado com freqiiencias de operagao superiores as convencionais 一 e,ate, superiores a 200 Hz 一 tambem pode ser empregado em cilindros com diametros variando entre 8 a 12 milimetros.
Cabe salientar que em bora tenham sido mostradas formas construtivas preferenciais da presente invengao, fica entendido que eventuais omiss5es, substituigoes e alterag5es construtivas podem ser feitas por um tecnico versado no assunto, sem se afastar do espirito e escopo da protegao requerida. E tambem expressamente previsto que todas as combinagdes dos elementos que desempenham a mesma fungao substancialmente da mesma forma para alcan^ar os mesmos resuItados estao dentro do escopo da invengao. SubstituigSes de elementos de uma modalidade descrita por outros sao tambem totalmente pretendidos e contemplados
Deve, no entanto, ser entendido que a descrigao fornecida com base nas figuras acima se refere apenas a algurnas das concretizagSes possiveis para ο sistema da presente invengao, sendo que ο real escopo do objeto da invengao encontra-se definido
nas reivindrcagdes apensas.
Claims (6)
1. Sistema de valvules para compressores de alta frequencia, do tipo compreendido por placas, valvulas de sucgao e valvules de descarga para operagao em cilindros de compressores nos quais sao presos com ο auxilio de rebites (8) e pinos (9), uma junta de cilindro (3); uma placa de sucgao (4) cooperante com a junta de cilindro (3),sendo que a placa de sucgao (4) compreende um corpo substancialmente circular provido de Iinhas de corte ou um trecho vazado central (41) que origins pelo menos uma valvula de sucgao (42) com extremidade circular (43); , uma placa de valvula (5) cooperante com a placa de sucgao (4),tal placa de valvula (5) compreendendo pelo menos um orificio de sucgao (51) e pelo menos um orificio de descarga (52); pelo menos uma valvula de descarga (6) cooperante com a placa (5), sendo que a valvula de descarga (6) compreende uma lamina contendo pelo menos um prolongamento ortogonal (63) com extremidade circular (64); pelo menos um batente de descarga (7) cooperante com a valvula de descarga (6), ο batente (7) compreendendo uma pega com perfil inferior provido de pelo menos um rebaixo (72) Iimitador de movimentagao da extremidade (64) da valvula de descarga (6); e . Z meios para permitir que tal sistema de valvulas seja utilizado em compressores que operam em altas frequencias, inclusive superiores a 200 Hz.
2. Sistema de valvulas de acordo com a reivindica^ao 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de sucgao (4) apresenta geometria substancialmente circular e Iinhas de corte (41) que definem a geometria da valvula de sucgao (42).
3. Sistema de valvulas de acordo com as reivindicagdes 1 e 2,CARACTERIZADO pelo fato de que as valvulas de sucgao (42) apresentam comprimento total entre 5,0 e 5,5 milimetros.
4. Sistema de valvulas de acordo com a reivindica^ao 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de sucgao (4), a valvula de sucgao (42) e a valvula de descarga (6) possuem espessura compreendida entre 0,05 e 0,11 milimetros.
5. Sistema de valvulas de acordo com a reivindicagao 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de sucgao (4), a valvula de sucgao (42) e a valvula de descarga (6) possuem espessura de 0,0762 milimetros.
6. Sistema de valvulas de acordo com as reivindicagoes 1, 4 e 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a valvula de descarga (6) apresenta comprimento total entre 5,5 e 6,0 milimetros.
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