ES2871415T3 - Compresor alternativo - Google Patents

Abstract

Compresor alternativo para la compresión de fluidos con una cámara de compresión (2, 3) para la compresión y con un pistón de compresión (4, 5), previéndose para el accionamiento del compresor alternativo un husillo de rosca con un componente cilíndrico, configurado como un husillo roscado (1), y con una tuerca roscada (10) para la conversión de un movimiento giratorio en un movimiento lineal, caracterizado por que en el husillo roscado (1) se prevé, en al menos un extremo, un orificio con una cámara de compresión (2, 3), disponiéndose frente al orificio un pistón (4, 5), pudiéndose colocar la cámara de compresión (2, 3) sobre el pistón (4, 5) por medio del movimiento lineal del husillo roscado (1).

Description

DESCRIPCIÓN

Compresor alternativo

La presente invención se refiere a un compresor alternativo para comprimir fluidos. La presente invención se refiere especialmente a un compresor alternativo de este tipo accionado por medio de un husillo de rosca.

Los compresores alternativos para comprimir fluidos como, por ejemplo, gases, se conocen desde hace tiempo. Su acción se basa en el hecho de que un pistón se desplaza en un cilindro, aumentando y disminuyendo alternativamente en el cilindro un espacio, también denominado espacio de compresión.

Los compresores alternativos se pueden utilizar en múltiples aplicaciones, por ejemplo, para la generación de aire comprimido (por ejemplo, documento DE 44 29 097 A1) o de líquidos criogénicos (por ejemplo, documento DE 10 2006000835 A1).

En este caso, el accionamiento del pistón de la unidad de compresión se lleva a cabo mediante un accionamiento por manivela, estando el pistón unido a una manivela a través de una biela.

En los compresores alternativos convencionales, la succión del elemento a comprimir, la compresión y la descarga se controlan mediante válvulas de aspiración y válvulas de presión. Por lo tanto, la determinación de la masa o del volumen del elemento comprimido y de la cantidad de descarga sólo es posible con dificultad y de forma imprecisa. También sería deseable disponer de un sistema flexible en el que el volumen de trabajo de la cámara de compresión, es decir, el volumen cuando no tiene lugar ninguna compresión, fuese variable.

En el caso de los compresores alternativos conocidos, la unidad de compresión y el accionamiento de pistón son unidades independientes con sus correspondientes requisitos de espacio.

Por este motivo, sería deseable disponer de un compresor alternativo con un diseño compacto que ahorre espacio. Otro problema es la refrigeración del dispositivo, a fin de poder disipar el calor formado como resultado de la compresión de los fluidos, lo que contribuye a la complejidad del dispositivo.

La patente estadounidense 6,068,448 se refiere a un compresor alternativo con un husillo de rosca de bolas para la compresión de fluidos compresibles, presentando el husillo de rosca de bolas un husillo de bolas cilíndrico y una tuerca de bolas para el movimiento lineal del husillo de bolas. Ambos extremos del husillo de bolas están unidos respectivamente a un pistón, de manera que los pistones puedan moverse de un lado a otro mediante el movimiento lineal del husillo de bolas en una cámara de compresión dispuesta en frente.

La patente estadounidense 6,398,514 B1 describe un compresor alternativo con un husillo de rosca de bolas para la compresión de fluidos compresibles. El compresor alternativo presenta un componente formado por dos componentes cilíndricos, configurándose uno de ellos como un husillo de bolas, y presentando el otro componente cilíndrico en un extremo un orificio dotado de una cámara de compresión. En la construcción según la patente estadounidense 6,398,514 B1, el husillo de bolas es la pieza giratoria mediante la cual la tuerca de bolas realiza un movimiento lineal hacia arriba y hacia abajo.

La patente belga BE 719392 describe un sistema de accionamiento con un cigüeñal, estando el cigüeñal rodeado por dos motores diferentes que accionan el cigüeñal. Uno de estos motores se configura como un husillo de rosca de bolas, configurándose la pieza del cigüeñal rodeada por este motor como un husillo de bolas. En este caso se trata de un accionamiento para un vehículo, no previéndose una compresión de fluidos ni especialmente una dosificación de fluidos.

La tarea de la presente invención ha consistido en poner a disposición un compresor alternativo para la compresión de fluidos que permita una determinación exacta del volumen de salida del elemento comprimido, que presente una cámara de compresión cuyo volumen de trabajo pueda configurarse variable, y que pueda enfriarse de un modo sencillo. Según otro aspecto, la presente invención se refiere a un compresor alternativo que presenta una construcción compacta que ahorra espacio.

Según la invención, esta tarea se resuelve mediante un compresor alternativo para la compresión de fluidos con una cámara de compresión para la compresión y con un pistón de compresión, previéndose para el accionamiento del compresor alternativo un husillo de rosca con un componente cilíndrico, configurado como un husillo roscado, y con una tuerca roscada para la conversión de un movimiento giratorio en un movimiento lineal, previéndose en el componente cilíndrico, en al menos un extremo, un orificio con una cámara de compresión, disponiéndose frente al orificio un pistón y pudiéndose colocar la cámara de compresión sobre el pistón por medio del movimiento lineal del componente cilíndrico diseñado como un husillo roscado.

Con el compresor alternativo según la invención se puede comprimir cualquier fluido, como gases o líquidos, por ejemplo, líquidos criogénicos.

Según la invención, en el componente cilindrico se prevé al menos una cámara de compresión que está abierta hacia un extremo del componente. Frente a este orificio se dispone un pistón. Durante el funcionamiento, el componente cilíndrico se desplaza hacia el pistón y la cámara de compresión gira, por decirlo así, alrededor del pistón.

En el componente cilindrico se pueden prever dos cámaras de compresión dispuestas fondo con fondo y abiertas respectivamente hacia un extremo del componente cilíndrico.

En este caso, frente a cada uno de los dos extremos u orificios del componente cilíndrico se puede disponer respectivamente un pistón. Mediante el movimiento de un lado a otro del componente cilíndrico, la primera o la segunda cámara de compresión se colocan alternativamente sobre el primer o el segundo pistón y se retiran de nuevo.

En esta configuración, el o los pistones son estacionarios y no se mueven relativamente con respecto al componente cilíndrico.

Según la invención, como accionamiento para el compresor alternativo se utiliza un husillo de rosca. Los husillos de rosca se componen de un husillo roscado cilíndrico con una rosca en la superficie exterior y con una tuerca roscada enfilada en el husillo roscado, sirviendo los mismos para convertir un movimiento giratorio en un movimiento longitudinal.

Según la invención, para ello la tuerca se somete a un movimiento giratorio que (transmitido mediante la rosca) se convierte en un movimiento lineal de la contrapieza.

La pieza giratoria se monta de manera que se impida su movimiento lineal. La pieza linealmente móvil del husillo de rosca está asegurada contra el giro.

La pieza linealmente desplazada del husillo de rosca se une de forma fija a una estructura a mover linealmente, según la invención al componente cilíndrico del compresor alternativo, y la guía en el movimiento lineal.

Los husillos de rosca son en sí conocidos. Ejemplos de husillos de rosca conocidos, como los que también pueden utilizarse según la invención, son los husillos de rosca de bolas, los husillos de rosca de rodillos, los husillos de rosca de rodillos planetarios, así como los husillos trapezoidales.

El accionamiento de la pieza giratoria del husillo de rosca puede realizarse por medio de cualquier tipo de motor, ya sea directamente o a través de engranajes y correas.

Los husillos de rosca permiten un posicionamiento muy preciso entre el pistón y la cámara de compresión. Gracias a esta gran precisión de posicionamiento, el volumen de compresión, es decir, el volumen al que se comprime el fluido, puede determinarse y ajustarse de forma muy precisa.

De este modo es posible proporcionar de forma reproducible volúmenes de salida de fluido comprimido que pueden regularse con una gran exactitud. La presente invención permite además una dosificación muy precisa del fluido comprimido, controlada por la masa, en un consumidor, como una máquina.

Según la invención, resultan preferibles los husillos de rosca de bolas, debido a la gran precisión de posicionamiento posible y al menor desgaste como consecuencia de la reducción de la fricción.

Los husillos de rosca de bolas se conocen en general. Por ejemplo, se hace referencia al artículo "Husillos de rosca de bolas con tuerca de bolas circulantes accionada" en la revista "Konstruktion, 9 (2010), página 36.

Entre el husillo roscado y la tuerca roscada se encuentra una serie de bolas que se mueven axialmente en un movimiento a lo largo de una ranura de rodadura en forma de espiral en la superficie del husillo y a lo largo de una ranura de rodadura correspondiente en la superficie interior de la tuerca. De este modo, un movimiento giratorio de la tuerca roscada se convierte en un movimiento lineal del husillo roscado y viceversa.

Según la invención, el componente cilíndrico es a su vez el husillo roscado. Con esta finalidad se aplica a la superficie exterior del componente cilíndrico una rosca correspondiente y en el componente cilíndrico se enfila una tuerca correspondiente. En este caso, la tuerca roscada es la pieza giratoria del husillo de rosca que se hace girar de cualquier modo por medio de un accionamiento. El movimiento giratorio de la tuerca roscada se convierte en un movimiento lineal del componente cilíndrico con rosca. La propia tuerca roscada se apoya de manera que se impida su movimiento lineal.

Esta configuración resulta especialmente ventajosa, dado que el compresor alternativo y el husillo de rosca forman una unidad constructiva compacta, por así decirlo integral, que especialmente ahorra espacio.

Dependiendo de la configuración, la rosca puede extenderse a lo largo de toda la longitud del componente cilíndrico o también sólo a lo largo de una parte de la misma. Por ejemplo, una o ambas zonas finales del componente cilíndrico pueden no presentar una rosca.

La propia tuerca roscada puede accionarse de cualquier modo. El accionamiento puede ser electromotriz, hidráulico o mecánico. El accionamiento puede disponerse alrededor de la tuerca roscada. El accionamiento puede ser un componente separado dispuesto en el exterior, por ejemplo, junto al husillo de rosca. El accionamiento puede ser, por ejemplo, un motor sujeto por bridas lateralmente.

El movimiento giratorio de la tuerca puede transmitirse de cualquier modo, por ejemplo, mediante una correa, una cadena, una rueda dentada, etc.

De acuerdo con un compresor alternativo convencional, el componente cilíndrico que forma el husillo roscado se mueve de un lado a otro entre dos puntos de inversión que se correlacionan con el volumen inicial o el volumen final de la cámara de compresión. En el estado de volumen inicial, la cámara de compresión presenta su mayor volumen y en el estado de volumen final, la cámara de compresión presenta su menor volumen. Como consecuencia, el punto de inversión es el punto inicial y el otro punto de inversión es el punto final. En el punto inicial, la cabeza de pistón suele sobresalir un poco dentro de la cámara de compresión, impermeabilizándola del entorno.

El volumen inicial resulta de la superficie de sección transversal de la cámara de compresión y de la distancia entre el fondo de la cámara de compresión y la superficie frontal del pistón en el punto inicial. La distancia entre el fondo de la cámara de trabajo y la superficie frontal del pistón en el punto inicial también se denomina altura axial efectiva del cilindro.

El volumen de trabajo del compresor alternativo según la invención puede así variarse de forma sencilla cambiando la posición del fondo y, por consiguiente, la distancia entre el fondo y la superficie frontal del pistón, y/o variando el diámetro de la cámara de compresión.

A continuación, se describe más detalladamente el principio del compresor alternativo según la invención por medio de una forma de realización del compresor alternativo según la invención, en la que el componente cilíndrico se configura como un husillo roscado, comprendiendo el mismo al menos una cámara de compresión.

La cámara de compresión puede ser un manguito que se introduce en el interior del componente cilíndrico. Preferiblemente, el manguito es reemplazable.

El diámetro exterior del manguito se adapta al diámetro interior de la cavidad correspondiente del componente cilíndrico. Dado que el diámetro interior, así como la longitud del manguito pueden variar, esta forma de realización permite de forma sencilla variar el volumen de trabajo de las cámaras de compresión.

Para la refrigeración se pueden prever en la camisa de cilindro una o varias perforaciones longitudinales que se extienden en dirección longitudinal partiendo de un extremo del componente cilíndrico. Esta perforación longitudinal sirve para la recepción de un tubo de refrigeración a través del cual se puede introducir el refrigerante. Dado que el diámetro del tubo de refrigeración se elige más pequeño que el diámetro de la perforación longitudinal, no se impide el movimiento de un lado a otro del componente cilíndrico.

La perforación longitudinal puede extenderse a lo largo de toda la longitud del componente cilíndrico, pudiéndose prever respectivamente en ambos extremos un tubo de refrigeración.

Los propios tubos de refrigeración son fijos y están unidos a una entrada o una salida para el refrigerante.

Los tubos de refrigeración tienen preferiblemente una longitud fundamentalmente igual a la profundidad de la cámara de compresión adyacente.

La cámara de compresión puede estar rodeada por canales que se comunican con el tubo de refrigeración, de manera que el refrigerante pueda guiarse alrededor de la cámara de compresión.

Si la cámara de compresión se configura como un manguito insertable, es posible prever en la pared exterior del manguito una ranura helicoidal que, cuando se inserta en el tubo de cilindro, actúa como un canal de refrigerante. Aquí, la al menos una perforación longitudinal está prevista entre la cavidad del cilindro y la superficie exterior del cilindro. Mediante el movimiento de un lado a otro del componente cilíndrico, el o los tubos de refrigeración se retraen o se extienden respectivamente.

Si es necesario, se pueden prever juntas para la impermeabilización contra el entorno que se encuentran preferiblemente en la zona del punto de entrada del tubo de refrigeración en la perforación longitudinal.

En lugar de un tubo de refrigeración, también se puede utilizar un tubo flexible de refrigeración.

Así también es posible enfriar suficientemente las piezas móviles de un compresor alternativo.

El pistón de compresión se dispone frente al extremo libre del componente cilíndrico con cámara de compresión y no es móvil relativamente con respecto al husillo roscado.

En el punto inicial del dispositivo, la cabeza del pistón debería penetrar, al menos parcialmente, en el extremo abierto del husillo roscado e impermeabilizar la cámara de compresión del entorno.

Preferiblemente, el pistón también está dotado de una refrigeración.

Para el suministro del fluido a comprimir o para la evacuación del fluido comprimido, pueden preverse en el pistón los correspondientes conductos de suministro y/o descarga. Estos conductos desembocan preferiblemente en la cámara de compresión en la superficie frontal de la cabeza del pistón. En las desembocaduras pueden preverse válvulas o cierres similares, a fin de evitar un reflujo del fluido o una salida prematura del fluido comprimido.

En los puntos iniciales, en los que el fluido comprimido sale de la cámara de compresión, se pueden prever sensores para la medición de la presión y/o de la temperatura del fluido comprimido.

La unidad de compresión según la invención puede estar rodeada por una carcasa o un dispositivo similar.

La carcasa puede estar total o parcialmente cerrada.

En este caso, la tuerca roscada puede fijarse convenientemente en la pared de carcasa que se extiende a lo largo del eje longitudinal del componente cilíndrico con rosca.

El pistón puede fijarse en una pared de carcasa opuesta al extremo abierto del componente cilíndrico roscado con una cámara de compresión. En la pared de carcasa, en la que se fija el pistón, se pueden prever líneas de conexión para conectar al entorno el conducto de suministro y el conducto de descarga que se desarrollan en el pistón. Preferiblemente, la pieza de carcasa, a la que está sujeta el pistón, se une de forma desmontable al resto de la carcasa. Esto permite una fácil sustitución del pistón y una adaptación de la dimensión del pistón a un volumen de trabajo, en su caso modificado, de la cámara de compresión correspondiente.

Según una forma de realización preferida, el compresor alternativo según la invención presenta respectivamente en ambos extremos del componente cilíndrico un pistón, estando el componente cilíndrico dividido en dos cámaras de compresión que pueden estar separadas una de otra por una superficie de separación en el interior del componente cilíndrico. Si el componente cilíndrico se mueve de un lado a otro, la cámara de compresión se reduce una vez en un extremo, aumentando la cámara de compresión en el otro extremo o viceversa. Esta forma de realización permite un funcionamiento de dos etapas del compresor alternativo, eligiéndose el volumen inicial de una cámara de compresión menor que el volumen inicial de la segunda cámara de trabajo.

Para una mayor compresión, el fluido previamente comprimido en la cámara de compresión con un volumen inicial mayor puede aportarse a la cámara de compresión con un volumen inicial menor a través de una conexión en la superficie de separación. Puede evitarse un reflujo del fluido comprimido mediante un cierre en la conexión. Los cierres adecuados incluyen válvulas tales como válvulas de retención y similares, como las que también se utilizan y conocen en los compresores alternativos convencionales.

En funcionamiento, la cabeza del pistón en el punto inicial debería penetrar al menos hasta el orificio de la cámara de compresión o unirse a ésta, de manera que la cámara de compresión quede impermeabilizada del entorno. La cámara de compresión puede dotarse de conductos de suministro o de descarga para la aportación de fluido a comprimir y para la salida del fluido comprimido. En las desembocaduras de estos conductos en la cámara de compresión se prevén válvulas o cierres similares, a fin de evitar un reflujo del fluido o un escape prematuro del fluido comprimido. El compresor alternativo según la invención permite una gran variabilidad del volumen de trabajo con una refrigeración eficaz. En especial se pueden enfriar eficazmente las superficies frontales de los pistones, así como los fondos de las cámaras de compresión, que son las zonas o áreas de un compresor alternativo con la mayor generación de calor. Una ventaja fundamental del compresor alternativo según la invención consiste en que el movimiento lineal del husillo roscado o de la tuerca roscada y la distancia que recorren en este proceso pueden determinarse y ajustarse con precisión sin más, de manera que el volumen de compresión pueda calcularse con gran exactitud. Por ejemplo, el movimiento lineal de la pieza linealmente movida puede determinarse mediante la medición de la rotación de la pieza que gira, dado que ambas piezas se correlacionan. Además, el movimiento lineal de la pieza linealmente movida puede medirse directamente. Para la determinación directa del movimiento lineal pueden utilizarse además los así llamados transductores de desplazamiento incrementales.

De este modo es posible expulsar de forma reproducible volúmenes fijos de fluido comprimido y ajustar los volúmenes de expulsión. Una determinación como ésta de los volúmenes de descarga con los compresores alternativos convencionales no es posible, o sólo es posible con mucha dificultad, dado que aquí no se puede determinar sin más el movimiento de los pistones ni, por lo tanto, el volumen del fluido comprimido.

Según la invención, también es posible una adición dosificada precisa controlada por la masa del fluido comprimido mediante la determinación de la temperatura y de la presión del fluido comprimido. Para ello se pueden prever de forma correspondiente en el punto inicial, es decir, en el punto en el que el fluido comprimido sale de la cámara de compresión, sensores de temperatura y de presión.

El compresor alternativo según la invención puede funcionar de forma controlada por la presión. Para ello se mide la presión del fluido comprimido, por ejemplo, en el punto inicial, y se controla el funcionamiento del compresor alternativo a través de la presión, comparándose la presión determinada con un valor teórico.

El compresor alternativo según la invención puede utilizarse para un compresor o una bomba.

El compresor alternativo según la invención puede utilizarse de manera ventajosa para numerosas aplicaciones en las que es especialmente importante dosificar volúmenes o masas definidas de fluido, por ejemplo, instalaciones de maquinaria, herramientas, etc.

Por ejemplo, se pueden dosificar fluidos propulsores para la tecnología de espumado, como el moldeo por inyección, el moldeo por soplado y la extrusión, así como fluidos de refrigeración y fluidos lubricantes.

Según una forma de realización, dos o más unidades de compresores alternativos pueden funcionar en paralelo para la dosificación combinada de diferentes fluidos como, por ejemplo, para la dosificación combinada de fluido propulsor químico y de fluido propulsor físico o para la dosificación combinada de fluido refrigerante y de fluido lubricante. Un ejemplo de una aplicación concreta es la refrigeración con CO2 de las herramientas de corte y de virutas en tratamientos con arranque de virutas como, por ejemplo, el taladrado, el fresado, el torneado, etc. Con el dispositivo según la invención es posible una dosificación exacta y uniforme de CO2 como refrigerante, de manera que se evite un calentamiento de la herramienta de corte y de la viruta. Así es posible aumentar la velocidad de avance de la herramienta de corte y aumentar el nivel de extracción de material. Gracias a la reducción del desgaste de la herramienta de corte se puede prolongar su vida útil. Se consigue una calidad mejorada de la superficie de la pieza de trabajo, dado que no se puede producir un deterioro de la superficie de la pieza de trabajo como consecuencia de un calentamiento excesivo durante el arranque de virutas. Esto resulta especialmente ventajoso en el caso de los plásticos, ya que éstos se ablandan al calentarse. También se ha observado que la tensión superficial en la pieza de trabajo se reduce drásticamente.

Resulta especialmente ventajosa la adición dosificada de un refrigerante como el CO2, junto con un lubricante como, por ejemplo, aceites, emulsiones, etc.

Según otra configuración, la adición dosificada de fluido se puede llevar a cabo de forma controlada por la potencia. Por ejemplo, una mayor potencia que debe aplicar una máquina herramienta también requiere por regla general una mayor refrigeración y una mayor aportación de refrigerante.

Dado que la potencia se correlaciona con el consumo de energía del motor de la máquina herramienta, la cantidad de refrigerante necesaria se determina y controla de forma correspondiente por medio de la medición del consumo de energía.

Otra posibilidad de aplicación consiste en el llenado de cartuchos de airbag con gas. Hasta ahora era preciso comprobar el estado de llenado mediante pesaje, a fin de poder determinar si el cartucho estaba completamente lleno.

Con el dispositivo según la invención es posible dosificar de forma definida el volumen de gas necesario para el llenado mediante el ajuste correspondiente del compresor alternativo.

De acuerdo con otra configuración, dos o varios componentes cilíndricos pueden unirse a un accionamiento. De este modo es posible dosificar y administrar los volúmenes de fluidos de forma simultánea o también escalonada en el tiempo, según sea necesario. Por ejemplo, 100 o más componentes cilíndricos pueden accionarse simultáneamente para provocar una administración de uno o varios fluidos sobre, por ejemplo, una superficie más grande.

Según otra forma de aplicación, se pueden dosificar simultáneamente dos o varios fluidos diferentes. Con esta finalidad pueden conectarse sincrónicamente, por ejemplo, dos o un número correspondientemente grande de aparatos según la invención, de manera que pueda añadirse de forma dosificada a una aplicación una mezcla de fluidos correspondiente.

Como se puede ver claramente en la descripción anterior, el dispositivo según la invención permite numerosas variantes.

La presente invención se explica a continuación más detalladamente por medio de las figuras adjuntas. En este caso se muestra en la

Figura 1 un ejemplo de una configuración del compresor alternativo según la invención, en el que el componente cilíndrico actúa como un husillo roscado e incluye la cámara de compresión, y

Figura 2 otra configuración de un compresor alternativo según la invención con un accionamiento dispuesto lateralmente.

La figura 1 muestra un ejemplo de una forma de realización del compresor alternativo según la invención con un componente cilíndrico 1 y con una primera cámara de compresión 2 y con una segunda cámara de compresión 3 previstas en el interior del componente cilíndrico 1, con orificios en los extremos del componente cilíndrico.

La configuración mostrada en la figura 1 se representa con un husillo de rosca de bolas, configurándose el componente cilíndrico 1 también como un husillo de bolas.

Un primer pistón 4 y un segundo pistón 5 están dispuestos frente a los extremos del elemento cilíndrico 1 correspondiendo a la primera y a la segunda cámaras de compresión 2, 3.

Las cámaras de compresión 2, 3 están separadas una de otra por una zona de separación 6 que se extiende a lo largo de la superficie de sección transversal del componente cilíndrico 1, con lo que las cámaras de compresión 2, 3 se delimitan entre sí y una frente a otra.

En la parte superior del compresor alternativo mostrada en la figura 1, el pistón 4 se encuentra en su posición final con el volumen más pequeño de la cámara de compresión 2. En la parte inferior del compresor alternativo mostrada en la figura 1, el pistón 5 está en su posición inicial con el volumen de trabajo más grande de la cámara de compresión 3.

En la posición inicial, el pistón 5 penetra al menos parcialmente en la cámara de compresión 3, impermeabilizando así la cámara de compresión 3 del entorno. En esta posición, la cámara de compresión 3 tiene su máxima altura axial de cilindro efectiva.

En las superficies perimetrales de las cabezas de pistón pueden preverse ranuras perimetrales con juntas para mejorar el efecto de impermeabilización.

En el ejemplo de realización según la figura 1, el compresor alternativo está rodeado por una carcasa 7.

Los pistones 4, 5 están fijados respectivamente con un extremo en las superficies finales 8, 9 de la carcasa 7 opuestas a los extremos abiertos del componente cilíndrico 1. Con su otro extremo, las mismas se extienden hasta el interior del extremo abierto del componente cilíndrico 1 opuesto a la respectiva superficie final 8, 9.

Los pistones 4, 5 presentan preferiblemente una longitud elegida de manera que en su posición inicial puedan provocar la impermeabilización de la cámara de compresión correspondiente.

En funcionamiento, el componente cilíndrico 1 se mueve linealmente de un lado a otro en la dirección axial a través de la tuerca esférica 10. Para ello, el componente cilíndrico 1 dispone en su superficie de camisa exterior de una ranura de rodadura 11 para las bolas. En la forma de realización mostrada en la figura, la ranura de rodadura 11 se extiende a lo largo de toda la longitud del componente cilíndrico 1.

Aquí, la tuerca esférica 10 que rodea el componente cilíndrico 1 está fijada en las paredes laterales de la carcasa 7. Un accionamiento 18 rodea la tuerca esférica y la hace girar. Como accionamiento se representa esquemáticamente un motor eléctrico. Ventajosamente, el accionamiento 18 está integrado en la carcasa.

Como consecuencia de la rotación de la tuerca esférica 10, el componente cilíndrico 1 realiza un movimiento lineal, en este caso de arriba abajo.

En la figura se muestra el componente cilíndrico 1 en su posición más alta.

Para la aportación de fluido y la descarga del fluido comprimido, se prevén en los pistones (4, 5) conductos (12, 13) que desembocan en la superficie frontal de los pistones (4, 5).

Dependiendo de si el conducto sirve para la aportación de fluido (12) o para la descarga (13) del fluido comprimido, se prevén en los extremos de desembocadura de los conductos válvulas correspondientes, como una válvula de entrada o una válvula de salida.

Como válvula de salida puede utilizarse, por ejemplo, una válvula de retención o similar.

La válvula de entrada puede ser, por ejemplo, una válvula esférica de retención, una válvula de resorte de disco, una válvula de asiento cónico o una válvula de láminas.

En principio se pueden utilizar válvulas de entrada o válvulas de salida como las que se utilizan y conocen en los compresores alternativos disponibles en el mercado.

Para la refrigeración se prevén dos perforaciones longitudinales 14, 15 que se extienden respectivamente a lo largo de toda la longitud del componente cilíndrico 1.

En ambos extremos de una perforación longitudinal 14, 15 se prevé un tubo de refrigeración. Preferiblemente, los tubos de refrigeración tienen aquí una longitud dimensionada de manera que se encuentren en una posición que corresponde aproximadamente a la profundidad de encaje del pistón en el momento en el que el pistón encaja al máximo en la cámara de compresión adyacente. Los tubos de refrigeración se muestran en la figura mediante líneas transversales que indican el extremo del tubo de refrigeración correspondiente que se extiende hacia el interior de la perforación longitudinal 14, 15.

En lugar de tubos de refrigeración también se pueden utilizar tubos flexibles.

Alrededor de las cámaras de compresión 2, 3 pueden desarrollarse canales conectados a los tubos de refrigeración, a fin de permitir una circulación del refrigerante alrededor de las cámaras de compresión.

La o las cámaras de compresión 2, 3 pueden ser parte integrante del componente cilíndrico 1 y practicarse en el cuerpo del mismo.

Según una configuración, las cámaras de compresión 2, 3 pueden ser manguitos que se pueden insertar como tubos interiores en las cavidades correspondientes del componente cilíndrico 1 y que preferiblemente se pueden reemplazar. El componente cilíndrico 1 puede ser un cilindro hueco en el que se pueden introducir los manguitos.

En este caso, mediante la variación del diámetro interior de los manguitos y/o de la altura puede modificarse fácilmente el volumen de trabajo de las cámaras de compresión 2, 3 en los manguitos.

De forma correspondiente, los pistones pueden, si es necesario, reemplazarse, pudiéndose utilizar pistones con diferentes diámetros y/o longitudes.

Ventajosamente, las superficies finales 8, 9 se pueden reemplazar con los pistones 4, 5 y con las líneas de conexión que se encuentran en los mismos.

En esta configuración, el volumen de trabajo disponible del compresor alternativo según la invención puede variarse de un modo sencillo en un mismo compresor alternativo mediante el reemplazo de los manguitos interiores y/o de las superficies finales sin tener que sustituir el compresor alternativo completo.

Para un modo de funcionamiento de dos etapas, las cámaras de compresión 2, 3 pueden presentar un volumen de trabajo de diferente tamaño y estar conectadas a través de una o varias líneas de conexión equipadas, por ejemplo, con válvulas de entrada o válvulas de salida respectivamente.

En este caso, un fluido previamente comprimido en la cámara de compresión con el volumen de trabajo más grande se introduce, a través del conducto de conexión, en la cámara de compresión con el volumen más pequeño para su posterior compresión.

La posición de la tuerca esférica relativamente con respecto al componente cilíndrico 1, así como la carrera del componente cilíndrico 1 como husillo de bolas, dependen de los respectivos requisitos del dispositivo concreto. En la figura 2 se muestra un compresor alternativo según la invención que en cuanto a la estructura corresponde fundamentalmente a la configuración de la figura 1. Sin embargo, aquí el accionamiento 18 se dispone fuera de la carcasa 7 con el husillo de rosca de bolas y se sujeta a la misma mediante bridas. El movimiento giratorio de la tuerca esférica 10 se transmite a través de una correa 19.

El compresor alternativo según la invención permite numerosas variaciones. Un lado del pistón puede realizarse como un sistema de baja presión y el otro lado del pistón puede realizarse como un sistema de alta presión.

En las cámaras de compresión se pueden comprimir simultáneamente diferentes elementos.

Por ejemplo, por un lado, se puede comprimir un líquido y por el otro lado un gas.

Especialmente si se utilizan manguitos reemplazables como cámaras de compresión, el compresor alternativo según la invención permite una variación del volumen de trabajo disponible para un mismo dispositivo. No es necesario sustituir todo el aparato.

Lista de referencias

1. Componente cilíndrico (configurado como husillo de bolas)

2. Primera cámara de compresión (superior)

3. Segunda cámara de compresión (inferior)

4. Primer pistón (superior)

5. Segundo pistón (inferior)

6. Zona de separación

7. Carcasa

8. Superficie final (superior)

9. Superficie final (inferior)

10. Tuerca esférica

11. Ranura de rodadura

12. Aportación de fluido

13. Salida de fluido

14. Entrada de refrigerante

15. Salida de refrigerante

18. Accionamiento

19. Correa

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Compresor alternativo para la compresión de fluidos con una cámara de compresión (2, 3) para la compresión y con un pistón de compresión (4, 5), previéndose para el accionamiento del compresor alternativo un husillo de rosca con un componente cilíndrico, configurado como un husillo roscado (1), y con una tuerca roscada (10) para la conversión de un movimiento giratorio en un movimiento lineal, caracterizado por que en el husillo roscado (1) se prevé, en al menos un extremo, un orificio con una cámara de compresión (2, 3), disponiéndose frente al orificio un pistón (4, 5), pudiéndose colocar la cámara de compresión (2, 3) sobre el pistón (4, 5) por medio del movimiento lineal del husillo roscado (1).

2. Compresor alternativo según la reivindicación 1, previéndose en ambos extremos del husillo roscado (1) respectivamente una cámara de compresión abierta (2, 3), y disponiéndose un pistón (4, 5) frente a ambas cámaras de compresión (2, 3), pudiéndose colocar las cámaras de compresión (2, 3), mediante el movimiento lineal del husillo roscado (1), alternativamente sobre los pistones (4, 5) para su compresión.

3. Compresor alternativo según una de las reivindicaciones 1 o 2, siendo el husillo roscado (1) un cilindro hueco que presenta un tubo interior que rodea la al menos una cámara de compresión (2, 3).

4. Compresor alternativo según la reivindicación 3, siendo el tubo interior un manguito reemplazable.

5. Compresor alternativo según la reivindicación 4, disponiéndose en ambos extremos del husillo roscado (1) un manguito reemplazable como cámara de compresión (2, 3).

6. Compresor alternativo según una de las reivindicaciones anteriores, presentando el compresor alternativo dos cámaras de compresión (2, 3) que tienen un volumen de trabajo diferente.

7. Compresor alternativo según una de las reivindicaciones anteriores, presentando la o las cámaras de compresión (2, 3) y/o el o los pistones (4, 5) un sistema de refrigeración (14, 15).

8. Compresor alternativo según una de las reivindicaciones anteriores, estando el compresor alternativo rodeado por una carcasa (7) total o parcialmente cerrada.

9. Compresor alternativo según una de las reivindicaciones anteriores, eligiéndose el husillo de rosca de entre un husillo de rosca de bolas, un husillo de rosca de rodillos, un husillo de rosca de rodillos planetarios y un husillo de rosca trapezoidal.

10. Compresor alternativo según la reivindicación 9, siendo el husillo de rosca un husillo de rosca de bolas.

11. Compresor alternativo según una de las reivindicaciones anteriores, estando unidos dos o varios husillos roscados (1) a un accionamiento y accionándose los mismos simultáneamente.

12. Uso de un compresor alternativo según una de las reivindicaciones anteriores para la dosificación de fluidos, realizándose la dosificación de forma controlada por el volumen, de forma controlada por la masa, de forma controlada por la potencia y/o de forma controlada por la presión.

13. Uso de un compresor alternativo según una de las reivindicaciones anteriores, añadiéndose simultáneamente de forma dosificada dos o más fluidos diferentes.