ES2225802T3 - OPERATING POSITIONING MECHANISM WITH HOLGURE ADJUSTMENT FOR VARIABLE PIPE DIFFUSER. - Google Patents
OPERATING POSITIONING MECHANISM WITH HOLGURE ADJUSTMENT FOR VARIABLE PIPE DIFFUSER.Info
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Abstract
Un compresor centrífugo que comprende un mecanismo de ajuste del juego de dientes que tiene un difusor de anillo partido dispuesto radialmente anular, incluyendo el difusor un anillo exterior (42), un anillo interior (40) montado de modo giratorio dentro del anillo exterior, un engranaje (123) de cremallera montado de modo fijo en dicho anillo interior y un piñón diferencial (124) que se aplica funcionalmente con el engranaje de cremallera y que está unido a un árbol (126) de accionamiento para hacer girar el mecanismo de ajuste del juego entre dientes que comprende: un alojamiento (130) que tiene un cuerpo cilíndrico posicionado concéntricamente alrededor de una primera línea central (127) y que tiene un ánima (129) dispuesta axialmente a través del cuerpo posicionada alrededor de una segunda línea central (131) desplazada de dicha primera línea central; el árbol (126) de accionamiento dispuesto de modo giratorio dentro del ánima del alojamiento; y el alojamiento (130) montado de modo quepuede ser hecho girar selectivamente sobre dicha primera línea central (127) para efectuar así un ajuste del juego de dientes entre el piñón diferencial (124) y el engranaje (123) de cremallera.A centrifugal compressor comprising a tooth set adjustment mechanism having a radially annularly arranged split ring diffuser, the diffuser including an outer ring (42), an inner ring (40) rotatably mounted within the outer ring, a rack gear (123) fixedly mounted on said inner ring and a differential pinion (124) that is functionally applied with the rack gear and that is attached to a drive shaft (126) to rotate the adjustment mechanism of the play between teeth comprising: a housing (130) having a cylindrical body concentrically positioned around a first center line (127) and having an bore (129) arranged axially through the body positioned around a second center line (131 ) displaced from said first central line; the drive shaft (126) rotatably disposed within the bore of the housing; and the housing (130) mounted so that it can be selectively rotated on said first center line (127) to thereby make an adjustment of the set of teeth between the differential pinion (124) and the rack gear (123).
Description
Mecanismo de posicionamiento de accionamiento con ajuste de holgura para difusor de tubería variable.Drive positioning mechanism with Slack adjustment for variable pipe diffuser.
La presente invención se refiere a compresores centrífugos en general y en particular a un mecanismo de ajuste del juego entre los dientes de engranajes para un difusor de tubería variable destinado a un compreso centrífugo.The present invention relates to compressors centrifuges in general and in particular to an adjustment mechanism of the play between gear teeth for a pipe diffuser variable intended for a centrifugal compress.
Uno de los problemas principales que surgen en la utilización de compresores de vapor centrífugos para aplicaciones en las que la carga de compresor varía en un amplio margen es el de estabilizar la circulación a través del compresor. Los pasajes de entrada de compresor, impulsor y difusor han de ser dimensionados para que proporcionen el caudal volumétrico máximo deseado. Cuando hay un caudal volumétrico bajo a través de ese tipo de compresor, la circulación se hace inestable. A medida que el caudal volumétrico se reduce a partir de un régimen estable, se entra en una circulación ligeramente inestable. En este régimen, parece producirse una circulación inversa parcial en el pasaje difusor, creando ruidos y disminuyendo la eficiencia del compresor. Por debajo de este régimen, el compresor entra en lo que se conoce como inestabilidad, en la que hay inversiones de la circulación completas periódicas en el pasaje difusor, que destruyen la eficiencia de la máquina y comprometen la integridad de los elementos de la máquina. Puesto que un amplio abanico de caudales volumétricos es conveniente en muchas aplicaciones del compresor, han sido sugeridas numerosas modificaciones para mejorar la estabilidad de la circulación con bajos caudales volumétricos.One of the main problems that arise in the use of centrifugal steam compressors for applications in which the compressor load varies over a wide range is that of stabilize the circulation through the compressor. The passages of Compressor, impeller and diffuser inlet must be sized to provide the desired maximum volumetric flow rate. When there is a low volumetric flow rate through that type of compressor, The circulation becomes unstable. As the flow rate volumetric is reduced from a stable regime, it enters a slightly unstable circulation. In this regime, it seems there is a partial inverse circulation in the diffuser passage, creating noise and decreasing compressor efficiency. By Under this regime, the compressor enters what is known as instability, in which there are circulation investments periodic complete in the diffuser passage, which destroy the machine efficiency and compromise the integrity of the machine elements Since a wide range of flows Volumetric is convenient in many compressor applications, numerous modifications have been suggested to improve the circulation stability with low volumetric flow rates.
Han sido ideados muchos esquemas para mantener altas eficiencias de máquina sobre un amplio margen de funcionamiento. El documento DE-A-3529281 describe un dispositivo para cambiar la dirección de la circulación de una corriente de aire que entra en la abertura lateral de aspiración de un compresor. La Patente de EE.UU. Nº 2.382.913 describe un compresor que tiene un difusor con una pluralidad de paletas de difusor con una porción fija y una porción movible. En la Patente de EE.UU. Nº 4.070.123, se modifica la configuración de la rueda impulsora completa en respuesta a los cambios de carga en un esfuerzo para conjugar el comportamiento de la máquina con las demandas de carga que varían. También se describen reductores de la circulación de difusor ajustables en la Patente de EE.UU. Nº 3.362.625 que sirven para regular la circulación dentro del difusor en un esfuerzo para mejorar la estabilidad con bajos caudales volumétricos.Many schemes have been devised to maintain high machine efficiencies over a wide range of functioning. The document DE-A-3529281 describes a device to change the direction of circulation of an air current which enters the suction side opening of a compressor. The U.S. Patent No. 2,382,913 describes a compressor that has a diffuser with a plurality of diffuser vanes with a portion fixed and a movable portion. In US Pat. No. 4,070,123, it modify the complete drive wheel configuration in response to load changes in an effort to conjugate the Machine behavior with varying load demands. Diffuser circulation reducers are also described adjustable in US Pat. No. 3,362,625 used to regulate circulation within the diffuser in an effort to improve stability with low volumetric flow rates.
Una técnica común para mantener alta eficiencia de funcionamiento con un amplio margen de caudales en una máquina centrífuga consiste en utilizar un difusor de anchura variable en combinación con paletas de guía de difusor fijas.A common technique to maintain high efficiency operating with a wide range of flow rates in a machine centrifuge consists of using a diffuser of variable width in combination with fixed diffuser guide vanes.
Las Patentes de EE.UU. Núms. 2.996.996 y 4.378.194, expedidas a un cesionario común, describen difusores de paletas de anchura variable en los que las paletas de difusor están fijadas firmemente, mediante pernos, por ejemplo, a una de las paredes difusoras. Las paletas están destinadas a pasar a través de aberturas formadas en la otra pared permitiendo así que la geometría del difusor cambie en respuesta al cambio de las condiciones de carga.U.S. Pat. No. 2,996,996 and 4,378,194, issued to a common assignee, describe diffusers of vanes of variable width in which the diffuser vanes are firmly fixed, by bolts, for example, to one of the diffuser walls. The paddles are intended to pass through openings formed in the other wall thus allowing the diffuser geometry change in response to changing loading conditions
El montaje de modo fijo de las paletas del difusor en una de las paredes de difusor presenta un cierto número de problemas particularmente con respecto a la fabricación, el mantenimiento y el funcionamiento de la máquina. Se dispone de poco espacio para asegurar las paletas en el montaje. Cualquier desalineación de las paletas originará que la paleta se trabe o roce contra la pared opuesta al ser esta recolocada. De modo similar, si una o más paletas en la serie ha de ser sustituida en el montaje, la máquina completa, generalmente, ha de ser desmontada para efectuar la sustitución.The fixed mounting of the vanes of the diffuser on one of the diffuser walls has a certain number of problems particularly with regard to manufacturing, the maintenance and operation of the machine. Little is available space to secure the pallets in the assembly. Any misalignment of the pallets will cause the pallet to lock or rub against the opposite wall to be repositioned. So similar, if one or more pallets in the series has to be replaced in the assembly, the complete machine, generally, has to be disassembled to make the substitution.
La eficiencia de un compresor podría ser mejorada grandemente variando la geometría de salida del difusor. En la Patente de EE.UU. Nº 5.807.071, cedida en común, se describe un difusor de tubería de geometría variable. Un difusor de tubería de geometría variable (que puede ser denominado también un difusor de tubería de anillo dividido) divide el difusor en un primer anillo interior y un segundo anillo exterior. Los anillos interior y exterior tienen secciones de canal de circulación de entrada complementarias formadas en los mismos. Es decir, cada sección de canal de circulación de entrada del anillo interior tiene una sección de canal de circulación de entrada complementaria formada en el anillo exterior. El anillo interior y el anillo exterior pueden ser hechos girar uno con respecto a otro. Los anillos se hacen girar para mejorar la eficiencia para niveles de presión que varíen entre una posición completamente abierta y una posición parcialmente cerrada. En la posición parcialmente cerrada la desalineación de las tuberías de salida del difusor origina un incremento en el ruido. La rotación de los anillos más allá de un punto de diseño óptimo da como resultado ruido excesivo y degradación de la eficiencia.The efficiency of a compressor could be improved greatly varying the output geometry of the diffuser. In the U.S. Patent No. 5,807,071, assigned in common, describes a variable geometry pipe diffuser. A pipe diffuser of variable geometry (which can also be called a diffuser of split ring pipe) divide the diffuser into a first ring inside and a second outer ring. The inner rings and outside have sections of inlet channel complementary formed in them. That is, each section of Inlet channel of the inner ring has a section of complementary inlet circulation channel formed In the outer ring. The inner ring and the outer ring They can be spun with respect to each other. The rings are they spin to improve efficiency for pressure levels that vary between a fully open position and a position partially closed In the partially closed position the misalignment of the outlet pipes of the diffuser causes a increase in noise The rotation of the rings beyond a Optimum design point results in excessive noise and efficiency degradation.
Las tolerancias geométricas dentro de un compresor centrífugo son pequeñas. Al mismo tiempo las cargas dentro del compresor son grandes y de naturaleza dinámica. En un difusor de tubería de anillo dividido el problema de mantener tolerancias frente a la carga dinámica es bastante oneroso. Existen a la vez cargas axiales (empuje) y cargas tangenciales sobre el par de anillos que han de ser atendidas. Los anillos difusores han de ser capaces de girar uno con respecto a otro y ha de ser mantenido al mismo tiempo un control estricto sobre sus posiciones relativas para garantizar la alineación correcta de los canales de circulación y la eficiencia final del compresor. El coste de mantener las tolerancias necesarias en un difusor de anillo dividido es generalmente muy alto.The geometric tolerances within a Centrifugal compressor are small. At the same time loads inside Compressors are large and dynamic in nature. In a diffuser of split ring pipe the problem of maintaining tolerances Facing the dynamic load is quite burdensome. They exist at the same time axial loads (thrust) and tangential loads on the torque of rings to be taken care of. The diffuser rings must be capable of turning with respect to another and has to be maintained at at the same time strict control over their relative positions to ensure proper alignment of the channels of Circulation and final efficiency of the compressor. The cost of maintain the necessary tolerances in a ring diffuser divided is generally very tall.
Otro problema con los difusores de anillo dividido es el prematuro desgaste de las partes. Generalmente no se usan lubricantes dentro de las regiones de circulación de gases de los compresores centrífugos para evitar la contaminación de los gases. Las cargas dinámicas impuestas sobre el difusor de anillo dividido por la circulación de los gases que salen del impulsor originan un desgaste en los componentes del difusor que es acelerado por la ausencia de aceite lubricante.Another problem with ring diffusers divided is the premature wear of the parts. I generally don't know use lubricants within the gas circulation regions of centrifugal compressors to prevent contamination of gases Dynamic loads imposed on the ring diffuser divided by the circulation of gases leaving the impeller cause wear on the diffuser components which is accelerated by the absence of lubricating oil.
El sistema de accionamiento para posicionar exactamente los anillos uno con relación a otro, ha de ser, entre otras cosas, rígido para evitar cualquier desgaste por rozamiento de los componentes. Debido a la carga tangencial en los anillos existe una propensión en el anillo interior a oscilar con relación al anillo exterior que puede causar inestabilidad de compresor, desgaste de partes y podría afectar adversamente a la eficiencia. Esto origina varios problemas que han de ser superados. Es necesario un sistema de accionamiento que sea capaz de impedir el movimiento relativo entre los anillos interior y exterior. Asimismo es necesario un concepto de cojinete que permita la rotación relativa de los dos anillos y sea también capaz de resistir las cargas tangenciales y de empuje manteniendo al mismo tiempo las tolerancias geométricas entre los anillos. Existe también una necesidad de proporcionar un sistema de posicionamiento que incluya detenciones mínima y máxima positivas para evitar el ruido innecesario y la degradación de la eficiencia así como una simple retroadaptación de campo. Además, existe la necesidad de que los sistemas de accionamiento y soporte tengan una larga vida útil y sean fáciles de instalar y ajustar correctamente.The drive system to position exactly the rings one in relation to another, it must be, between Other things, rigid to avoid any friction wear of the components. Due to the tangential load on the rings there is a propensity in the inner ring to oscillate in relation to to the outer ring that can cause compressor instability, wear of parts and could adversely affect efficiency. This causes several problems that have to be overcome. Necessary a drive system that is capable of preventing movement relative between the inner and outer rings. That's it a bearing concept that allows relative rotation is necessary of the two rings and also be able to withstand the loads tangential and thrust while maintaining the geometric tolerances between the rings. There is also a need to provide a positioning system that includes minimum and maximum positive arrests to avoid noise unnecessary and degradation of efficiency as well as a simple field retrofitting. In addition, there is a need for drive and support systems have a long service life and They are easy to install and adjust correctly.
De acuerdo con la invención se proporciona un compresor que comprende un mecanismo de ajuste del juego entre dientes para ser usado en un difusor de tubería de geometría variable para un compresor centrífugo, según la reivindicación 1.In accordance with the invention a compressor comprising a game adjustment mechanism between teeth to be used in a geometry pipe diffuser variable for a centrifugal compressor according to claim one.
En una realización preferida de la presente invención, un engranaje de cremallera está fijado al anillo interior de un difusor de tubería variable. En una realización preferida, un piñón diferencial está fijado a unos medios de accionamiento de rotación montados en la caja de un compresor centrífugo en una disposición de engrane con el engranaje de cremallera. En una realización preferida, los medios de accionamiento giratorios funcionan para hacer girar el anillo interior con relación al anillo exterior entre una posición en la que las tuberías del difusor están completamente abiertas y una posición en la que las tuberías del difusor están parcialmente cerradas. En adición, en una realización preferida, los medios de accionamiento son capaces de alinear las tuberías del difusor en una pluralidad de posiciones entre las posiciones de completamente abiertas y parcialmente cerradas. En una realización preferida, se proporciona también un limitador de recorrido para limitar positivamente el recorrido del anillo interior en las posiciones de apertura completa y cierre parcial. El mecanismo de ajuste del juego entre dientes tiene un alojamiento concéntrico alrededor de una primera línea central y un ánima concéntrica a través del mismo alrededor de una segunda línea central. El piñón diferencial está montado en un árbol de accionamiento que pasa a través del ánima. El alojamiento está montado de modo giratorio en la caja. El alojamiento de la presente invención puede ser accionado de modo giratorio alrededor de la segunda línea central para ajustar el juego entre los dientes del engranaje de cremallera y el piñón diferencial.In a preferred embodiment of the present invention, a rack gear is fixed to the ring inside of a variable pipe diffuser. In one embodiment preferred, a differential pinion is fixed to means of rotation drive mounted on a compressor housing centrifugal in a gear arrangement with the gear of zipper. In a preferred embodiment, the means of Rotating drive work to spin the ring inner relative to the outer ring between a position in the that the diffuser pipes are completely open and a position in which the diffuser pipes are partially closed. In addition, in a preferred embodiment, the means of drive are able to align the diffuser pipes in a plurality of positions between positions of completely Open and partially closed. In a preferred embodiment, also provides a travel limiter to limit positively the path of the inner ring in the positions of full opening and partial closing. The game adjustment mechanism between teeth has a concentric housing around a first center line and a concentric bore through it around a second center line. The differential pinion is mounted on a drive shaft that passes through the bore. He housing is rotatably mounted in the box. He housing of the present invention can be operated so rotating around the second center line to adjust the play between the rack and pinion gear teeth differential.
En los dibujos, se usan números similares para indicar los mismos elementos en todas las vistas:In the drawings, similar numbers are used to indicate the same elements in all views:
la figura 1 es una vista lateral en sección transversal de un compresor que incorpora un mecanismo de juego entre dientes según la invención que tiene un difusor de tubería variable;Figure 1 is a sectional side view cross section of a compressor that incorporates a game mechanism between teeth according to the invention having a pipe diffuser variable;
la figura 2 es una vista en perspectiva de un difusor de tubería variable que incorpora un mecanismo de juego entre dientes según la invención;Figure 2 is a perspective view of a variable pipe diffuser incorporating a game mechanism between teeth according to the invention;
las figuras 3 y 4 son vistas delanteras en sección transversal de un difusor de tubería variable que incorpora un mecanismo de juego entre dientes de acuerdo con la invención en una primera posición completamente abierto y en una segunda posición parcialmente cerrado, respectivamente;Figures 3 and 4 are front views in cross section of a variable pipe diffuser that incorporates a play mechanism between teeth according to the invention in a first position completely open and in a second partially closed position, respectively;
la figura 5 es una vista desde arriba de un compresor que tiene un difusor variable que incorpora un mecanismo de juego entre dientes de la presente invención;Figure 5 is a top view of a compressor that has a variable diffuser that incorporates a mechanism between teeth of the present invention;
la figura 6 es una vista en sección transversal de un mecanismo de soporte de anillo que incorpora un mecanismo de juego entre dientes de la presente invención tomada sustancialmente a lo largo de la línea 6-6 en la figura 5;Figure 6 is a cross-sectional view. of a ring support mechanism incorporating a mechanism of teeth play of the present invention taken substantially along line 6-6 in figure 5;
la figura 7 es una vista en sección transversal de un mecanismo de soporte de anillo que incorpora un mecanismo de juego entre dientes de la presente invención tomada sustancialmente a lo largo de la línea 7-7 en la figura 6;Figure 7 is a cross-sectional view. of a ring support mechanism incorporating a mechanism of teeth play of the present invention taken substantially along line 7-7 in figure 6;
la figura 8 es una sección transversal de un montaje de rodillo que incorpora un mecanismo de juego entre dientes de la presente invención;Figure 8 is a cross section of a roller assembly incorporating a play mechanism between teeth of the present invention;
la figura 9 es una vista en sección transversal de un eje que incorpora un mecanismo de juego entre dientes de la presente invención;Figure 9 is a cross-sectional view. of an axis that incorporates a mechanism of play between teeth of the present invention;
la figura 10 es una vista en sección transversal de un mecanismo de accionamiento de posicionamiento que incorpora un mecanismo de juego entre dientes de la presente invención del área 10 de detalle en la figura 1;Figure 10 is a cross-sectional view. of a positioning drive mechanism that incorporates a play mechanism between teeth of the present invention of the detail area 10 in figure 1;
la figura 11 es una vista desde arriba de un mecanismo de accionamiento de posicionamiento que incorpora un mecanismo de juego entre dientes de la presente invención;Figure 11 is a top view of a positioning drive mechanism that incorporates a tooth play mechanism of the present invention;
la figura 12 es una vista en perspectiva de un engranaje de cremallera que incorpora un mecanismo de juego entre dientes de la presente invención;Figure 12 is a perspective view of a rack gear that incorporates a play mechanism between teeth of the present invention;
la figura 13 es un diagrama de comportamiento para un difusor de tubería variable que incorpora un mecanismo de juego entre dientes según la presente invención;Figure 13 is a behavior diagram for a variable pipe diffuser that incorporates a mechanism of teeth play according to the present invention;
la figura 14 es un diagrama de comportamiento para un compresor que tiene solamente paletas de guía de entrada;Figure 14 is a behavior diagram for a compressor that has only guide vanes entry;
la figura 15 es un diagrama de comportamiento para un compresor que incorpora un mecanismo de juego entre dientes según la presente invención que tiene un difusor de tubería variable y paletas de guía de entrada; yFigure 15 is a behavior diagram for a compressor that incorporates a play mechanism between teeth according to the present invention having a pipe diffuser variable and input guide vanes; Y
la figura 16 es una vista en sección transversal de un compresor que tiene un mecanismo de protección axial y que incorpora un mecanismo de juego entre dientes según la presente invención.Figure 16 is a cross-sectional view. of a compressor that has an axial protection mechanism and that incorporates a play mechanism between teeth according to the present invention.
Haciendo referencia ahora a la figura 1, en ella se muestra un compresor centrífugo 10 como parte de un sistema (no mostrado) de HVAC (compresor de alto vacío) que tiene un impulsor 12 para acelerar vapor refrigerante a una alta velocidad, un difusor 14 para desacelerar el refrigerante a una baja velocidad al mismo tiempo que convierte energía cinética en energía de presión, y una cámara de presión de descarga en la forma de un colector 16 para recoger el vapor de descarga para posterior envío a un condensador. La potencia para el impulsor 12 es proporcionada por un motor eléctrico (no mostrado) que está obturado herméticamente en el otro extremo del compresor y que funciona haciendo girar un árbol 19 de alta velocidad.Referring now to figure 1, in it a centrifugal compressor 10 is shown as part of a system (no shown) of HVAC (high vacuum compressor) which has an impeller 12 to accelerate refrigerant steam at a high speed, a diffuser 14 to decelerate the refrigerant at a low speed when same time that converts kinetic energy into pressure energy, and a discharge pressure chamber in the form of a manifold 16 to collect the discharge steam for later shipment to a condenser. The power for impeller 12 is provided by an electric motor (not shown) that is tightly sealed in the other end of the compressor and that works by spinning a high speed tree 19.
Haciendo referencia ahora a la manera en que se produce la circulación de refrigerante en el compresor 10, el refrigerante entra en la abertura 29 de entrada del alojamiento 31 de aspiración, pasa a través del montaje 32 de anillo de hojas y las paletas 33 de guía, y entra entonces en el área 23 de aspiración de compresión que conduce al área de compresión definida en su lado interior por el impulsor 12 y en su lado exterior por el alojamiento 34. Después de la compresión, el refrigerante entra entonces en el difusor 14, el colector 16 y la tubería (no mostrada) de descarga.Referring now to the way in which produces the circulation of refrigerant in the compressor 10, the refrigerant enters the opening 29 of the entrance of the housing 31 suction, passes through the leaf ring assembly 32 and the guide vanes 33, and then enters the suction area 23 compression that leads to the area of compression defined on its side inside by impeller 12 and on its outer side by the housing 34. After compression, the refrigerant enters then in diffuser 14, manifold 16 and pipe (not shown) Download
Un difusor 14 de tubería de geometría variable que puede incorporar un mecanismo de ajuste de juego entre dientes según la presente invención incluye un primer anillo interior 40 y un segundo anillo exterior 42, un mecanismo 35 de soporte de anillos, y un mecanismo 121 de accionamiento de posicionamiento. Haciendo referencia a las figuras 3 y 4, los anillos interior y exterior tienen secciones 44 y 46 de canal de circulación complementarias formadas en los mismos. Es decir, cada sección 44 de canal del anillo interior 40 tiene una sección 46 de canal complementaria formada en el anillo exterior 42. El anillo interior 40 y el anillo exterior 42 pueden hacerse girar uno con respecto a otro. En una realización preferida, el anillo interior 40 gira circunferencialmente dentro de un anillo exterior 42 estacionario.A variable geometry pipe diffuser 14 which can incorporate a play adjustment mechanism between teeth according to the present invention includes a first inner ring 40 and a second outer ring 42, a support mechanism 35 of rings, and a positioning drive mechanism 121. Referring to figures 3 and 4, the inner rings and exterior have sections 44 and 46 of circulation channel complementary formed in them. That is, each section 44 of inner ring channel 40 has a channel section 46 complementary formed in the outer ring 42. The inner ring 40 and the outer ring 42 can be rotated one with respect to other. In a preferred embodiment, the inner ring 40 rotates circumferentially inside an outer ring 42 stationary.
Cuando un anillo se hace girar con respecto al otro, la alineación entre cada par de canales de circulación de entrada complementarios de los anillos de entrada y salida cambia como se ve con referencia a las figuras 3 y 4. Los anillos 40 y 42 pueden ser ajustados entre una primera posición completamente abierta, como se ilustra en la figura 3, en la que las secciones de canal complementarias están alineadas y pasa una cantidad máxima de fluido a través de los anillos 40 y 42, y una segunda posición parcialmente cerrada, como se ilustra en la figura 4, en la que los canales complementarios están desalineados y la circulación a través de las secciones 44 y 46 de los canales está restringida.When a ring is rotated with respect to the another, the alignment between each pair of circulation channels of complementary input of the input and output rings changes as seen with reference to figures 3 and 4. Rings 40 and 42 can be adjusted between a first position completely open, as illustrated in figure 3, in which the sections of Complementary channels are aligned and a maximum amount of fluid through rings 40 and 42, and a second position partially closed, as illustrated in Figure 4, in which the complementary channels are misaligned and the circulation to through sections 44 and 46 of the channels is restricted.
En la figura 5 se muestra un mecanismo 35 de soporte de anillo. El mecanismo mostrado ilustra la utilización de tres de tales mecanismos espaciados circunferencialmente equidistantes alrededor del difusor. Haciendo referencia ahora a las figuras 6-7, el mecanismo de soporte de los anillos incluye una ranura 41 de soporte interior y un rebaje 43 dispuesto en el anillo interior 40, un montaje 54 de rodillo, un montaje 36 de eje de rodillo, y una ranura 45 de apoyo exterior dispuesta en el anillo exterior. El montaje de rodillo como se muestra en le figura 8 incluye un rodillo 55 que tiene una superficie 56 de apoyo exterior, y un par de superficies 57 de apoyo de empuje. El montaje del eje como se muestra en las figuras 6-7 incluye un eje 37 y un perno 39 de eje. Como se ve en la figura 9, el eje 37 incluye una cabeza 38 exagonal y un cuerpo axial 47, una línea central 48 de cuerpo de eje, un ánima axial 49 y una línea central 50 de ánima axial. En adición el eje 39 incluye un par de resaltes 73, 74 concéntricos con la línea central 50 de ánima axial.In Figure 5 a mechanism 35 of ring holder The mechanism shown illustrates the use of three such circumferentially spaced mechanisms equidistant around the diffuser. Referring now to Figures 6-7, the support mechanism of the rings includes a groove 41 of inner support and a recess 43 arranged in the inner ring 40, a roller assembly 54, a roller shaft assembly 36, and an outer support groove 45 arranged in the outer ring. Roller assembly as shown in figure 8 includes a roller 55 which has a outer support surface 56, and a pair of support surfaces 57 of thrust. The shaft assembly as shown in the figures 6-7 includes a shaft 37 and a shaft bolt 39. How I know See in Figure 9, axis 37 includes an exagonal head 38 and a axial body 47, a central line 48 of axle body, a bore axial 49 and a central line 50 of axial bore. In addition the axis 39 includes a pair of protrusions 73, 74 concentric with the line central 50 axial bore.
Otro problema con los difusores de anillo dividido es el prematuro desgaste de piezas. Generalmente no se usan lubricantes dentro de las regiones por las que circulan gases de los compresores centrífugos para evitar la contaminación de los gases. Las cargas dinámicas impuestas en el difusor de anillo dividido por la circulación de gases que salen del impulsor hacen que el desgaste en los componentes del difusor sea acelerado por la ausencia de aceite lubricante. Debido a la no disponibilidad de aceites lubricantes en la mayoría de los compresores es usualmente necesario adoptar medidas para minimizar el desgaste de rozamiento e interfacial. Consecuentemente, en ciertas realizaciones de la presente invención como se describe en esta memoria más adelante, las interfaces de componentes son revestidas de materiales duros, las piezas son fabricadas de materiales plásticos de peso molecular ultra elevado, los montajes de anillo son precargados y el juego entre los dientes es eliminado de los engranajes del sistema de accionamiento de posicionamiento.Another problem with ring diffusers divided is the premature wear of parts. Generally not used lubricants within the regions through which gases circulate from centrifugal compressors to prevent contamination of gases Dynamic loads imposed on the ring diffuser divided by the circulation of gases leaving the impeller make that the wear on the diffuser components is accelerated by the absence of lubricating oil. Due to the unavailability of lubricating oils in most compressors is usually necessary to take measures to minimize friction wear and interfacial. Consequently, in certain embodiments of the present invention as described herein below, component interfaces are coated with hard materials, The pieces are made of molecular weight plastic materials ultra high, the ring mounts are preloaded and the game between the teeth is removed from the gears of the system positioning drive.
Haciendo referencia ahora a la manera en la que el anillo interior está ensamblado y a su movimiento. El anillo exterior 42 es estacionario con respecto al alojamiento de aspiración y se instalan tres conjuntos de mecanismos 35 de soporte de anillo en el anillo exterior posicionando el montaje 54 de rodillo dentro de la ranura 45 de apoyo del anillo exterior, haciendo pasar el eje a través del orificio 58 de montaje y el montaje de rodillo e instalando entonces el perno del eje a través del eje y atornillado flojamente el perno 39 del eje en los orificios roscados 59 en el anillo exterior. El anillo interior 40 se instala dentro del anillo exterior con los recortes 43 de anillo interior alineados circunferencialmente con la ranura 45 de apoyo y los montajes 35 de rodillo y haciendo girar entonces el anillo en el sentido del reloj como se muestra en la figura 7 para posicionar los montajes de rodillo dentro de la ranura 41 de apoyo. Con el anillo interior instalado dentro del anillo exterior los mecanismos de soporte de anillo se emplean para centrar y posicionar correctamente el anillo interior haciendo girar el eje mediante la utilización de una llave colocada en la cabeza exagonal 38. La línea central 48 de cuerpo de eje, en la que está montado el rodillo 55 está desplazada de la línea central 50 de ánima de eje, que es concéntrica con los resaltes 73, 74, 0,5 mm. La rotación de la cabeza exagonal 38 origina que el montaje de rodillo gire alrededor de los resaltes dentro del anillo exterior y hace que el montaje de rodillo sea desplazado radialmente con relación al anillo exterior. Una vez que el anillo interior está centrado correctamente dentro del anillo exterior se hace girar más la cabeza exagonal para precargar la superficie 56 de apoyo exterior de los montajes de rodillo contra el anillo interior. El perno axial 39 se aprieta entonces. La precarga condicionada se prefiere porque impide que el anillo interior se mueva a causa de las cargas circunferenciales y tangenciales. En una realización de la presente invención el rodillo 55 y el anillo interior 40 son de aluminio y tanto la superficie 56 de apoyo exterior como la ranura 41 de apoyo interior están endurecidas para evitar el desgaste. Los montajes de rodillo protegen el movimiento de los anillos en la dirección axial debido a las cargas de empuje posicionando las superficie 57 de soporte de empuje dentro de la ranura 41 de apoyo interior endurecida y la ranura 45 de apoyo exterior relativamente blanda. La superficie 57 de soporte de empuje del montaje de rodillo debe permitir la rotación de los anillos interior y exterior y al mismo tiempo resistir las cargas de empuje producidas por el compresor. En una realización preferida la superficie 57 de soporte de empuje es fabricada de un plástico de peso molecular ultra alto que tiene un bajo coeficiente de rozamiento de 0,16 y una dureza Shore D 64. Las superficies de soporte de empuje de plástico impiden el contacto entre el rodillo endurecido y la ranura de apoyo exterior blanda y son utilizadas para soportar las cargas de empuje del compresor y para ajustar las tolerancias axiales del anillo interior. Una característica adicional de los mecanismos de soporte de los anillos es que con los anillos ensamblados como se ha descrito anteriormente es posible preensamblar los anillos interior y exterior y transportarlos al compresor para montarlos finalmente.Referring now to the way in which The inner ring is assembled and to its movement. The ring exterior 42 is stationary with respect to the housing of aspiration and three sets of support mechanisms 35 are installed of ring in the outer ring positioning the assembly 54 of roller inside the groove 45 for supporting the outer ring, by passing the shaft through the mounting hole 58 and the roller assembly and then installing the axle bolt through of the shaft and loosely screwed the bolt 39 of the shaft into the threaded holes 59 in the outer ring. The inner ring 40 it is installed inside the outer ring with ring cutouts 43 inside aligned circumferentially with the support groove 45 and the roller assemblies 35 and then rotating the ring in clockwise as shown in figure 7 to position the roller assemblies inside the support groove 41. With the inner ring installed inside the outer ring mechanisms Ring support are used to center and position correctly the inner ring by rotating the shaft using the use of a key placed on the exagonal head 38. The center line 48 of axle body, on which the roller 55 is offset from the centerline 50 of shaft bore, which is concentric with the protrusions 73, 74, 0.5 mm. Rotation of the exagonal head 38 causes the roller assembly to rotate around the projections inside the outer ring and makes the roller assembly be displaced radially relative to the ring Exterior. Once the inner ring is centered correctly inside the outer ring the head is rotated further exagonal to preload the outer support surface 56 of the roller assemblies against the inner ring. The axial bolt 39 is press then. Conditional preload is preferred because prevents the inner ring from moving due to loads circumferential and tangential. In an embodiment of the present invention the roller 55 and the inner ring 40 are made of aluminum and both the outer support surface 56 and the support groove 41 Inside are hardened to prevent wear. The assemblies of roller protect the movement of the rings in the axial direction due to the thrust loads positioning the surface 57 of thrust support inside groove 41 of inner support hardened and groove 45 of relatively soft outer support. The Roller mount thrust support surface 57 must allow rotation of the inner and outer rings and at the same time resist the thrust loads produced by the compressor. In a preferred embodiment the thrust support surface 57 is made of an ultra high molecular weight plastic that has a low coefficient of friction of 0.16 and a Shore D hardness 64. plastic push support surfaces prevent contact between the hardened roller and the soft outer support groove and are used to support the compressor thrust loads and to adjust the axial tolerances of the inner ring. A additional feature of the support mechanisms of the rings is that with the assembled rings as described previously it is possible to pre-assemble the inner rings and outside and transport them to the compressor to mount them Finally.
Un mecanismo para limitar y prevenir el movimiento axial del anillo interior con relación al anillo exterior se muestra en la figura 16. En ella se muestra un sistema 90 de protección axial que comprende un árbol 91 roscado, un orificio 92 de montura roscado, una almohadilla 93 de apoyo, una tuerca 94 de fijación, una cabeza exagonal 95 y un rebaje 96. Durante el montaje del difusor el mecanismo 90 de protección axial se instala de modo que la almohadilla 93 de apoyo es posicionada en el rebaje 96. La almohadilla de apoyo posicionada dentro del rebaje permite juego para que el recubrimiento 34 sea montado en el anillo exterior 42 sin contacto accidental de las almohadillas de apoyo con el anillo interior. Una vez instalado el alojamiento 34 el árbol 91 roscado se hace girar para poner la almohadilla de apoyo en contacto con el anillo interior. Con la almohadilla de apoyo posicionada correctamente el mecanismo se fija de modo liberable apretando la tuerca 94 de fijación. En un mecanismo preferido la almohadilla de apoyo se fabrica de un material plástico de peso molecular ultra alto. Un compresor puede incluir seis de tales mecanismos de protección axiales posicionados circunferencialmente, igualmente espaciados alrededor del anillo interior.A mechanism to limit and prevent axial movement of the inner ring relative to the outer ring is shown in figure 16. It shows a system 90 of axial protection comprising a threaded shaft 91, a hole 92 threaded mount, a support pad 93, a nut 94 of fixing, an exagonal head 95 and a recess 96. During assembly of the diffuser the axial protection mechanism 90 is installed so that the support pad 93 is positioned in the recess 96. The support pad positioned inside the recess allows play so that the coating 34 is mounted on the outer ring 42 no accidental contact of the support pads with the ring inside. Once the housing 34 is installed, the threaded shaft 91 is rotates to put the support pad in contact with the inner ring With the support pad positioned correctly the mechanism is fixed in a releasable way by pressing the fixing nut 94. In a preferred mechanism the pad of support is manufactured from an ultra molecular weight plastic material tall. A compressor can include six such mechanisms of axial protection positioned circumferentially, equally spaced around the inner ring.
Un mecanismo 121 de accionamiento de posicionamiento para hacer girar el anillo interior 40 dentro del anillo exterior 42 se describe con referencia a la figura 10. El anillo exterior 42 tiene unido de modo fijo al mismo el engranaje 123 de cremallera que se extiende radialmente hacia fuera desde el anillo exterior 42. En relación de engrane con el engranaje 123 de cremallera está el piñón diferencial 124 que es accionado por medio el eje 126 de piñón mediante el accionador 128. El accionador 128 es seleccionado y controlado para que efectúe el movimiento del anillo interior 40 en relación con el anillo exterior 42 entre una primera posición de completa apertura y una segunda posición de cierre parcial y cualquier número de posiciones intermedias entre ambas. El eje 126 está alojado en un alojamiento 130 de contención que obtura herméticamente el eje 126 del interior 132 del compresor y que impide fugas de fluido fuera del compresor 10 a través del alojamiento 130 de contención. La carga tangencial y circunferencial en los anillos efectuada por la circulación de refrigerante dentro del difusor origina que el anillo interior tenga la propensión a vibrar hacia atrás y hacia delante dentro del anillo exterior. El exceso de movimiento o vibración del anillo interior originará que el engranaje 123 de cremallera y el piñón diferencial 124 se desgasten y originará también el desgaste de otras partes. Precargando el anillo interior por medio de los montajes de rodillo como se ha expuesto en esta memoria anteriormente se impide el movimiento del anillo interior así como la vibración en condiciones de funcionamiento normales. En casos de condiciones anormales, tales como funcionando de modo inestable, es necesario un mecanismo secundario para impedir el movimiento del anillo interior. La presente invención proporciona un sistema de montura de accionamiento para impedir el movimiento adverso y la vibración del anillo interior evitando el juego entre los dientes entre el segmento dentado y el piñón diferencial por medio del ajuste de las posiciones relativas de los centros del piñón diferencial y del engranaje de cremallera utilizando el alojamiento 130 de contención del eje. La superficie 125 exterior del alojamiento del eje es concéntrica alrededor de la línea central 127 de alojamiento y el ánima 129 de alojamiento es concéntrica alrededor de la línea central 131 de ánima de alojamiento. En una realización de la presente invención la línea central 127 de alojamiento y la línea central 129 de ánima de alojamiento están desplazadas 1,5 mm. Haciendo referencia a la figura 11, en ella se muestra una meseta plana 135 para tuerca y ranuras 134 de ajuste del mecanismo de accionamiento de posicionamiento. Después de la instalación del mecanismo de accionamiento de posicionamiento en el alojamiento 31 de aspiración el juego entre el engranaje 123 de cremallera y el piñón diferencial 124 se elimina haciendo girar el mecanismo de posicionamiento de accionamiento mediante la aplicación de una llave (no mostrada) a través de las mesetas planas 135. Una vez conseguido el juego mínimo entre los dientes el mecanismo de accionamiento de posicionamiento se fija en su lugar apretando los tornillos 133 de sombrerete. Una vez eliminado el juego de los dientes la tendencia del anillo interior a moverse es descargada directamente por el accionador a través del sistema de engranajes.A drive mechanism 121 of positioning to rotate the inner ring 40 inside the outer ring 42 is described with reference to figure 10. The outer ring 42 has the gear fixedly attached thereto 123 zipper that extends radially outward from the outer ring 42. In relation to gear with the gear 123 of rack is the differential pinion 124 which is driven by the pinion shaft 126 by the actuator 128. The actuator 128 is selected and controlled to effect the movement of the ring inner 40 in relation to outer ring 42 between a first full opening position and a second closing position partial and any number of intermediate positions between the two. He shaft 126 is housed in a containment housing 130 that seals hermetically the shaft 126 of the inside 132 of the compressor and that prevents leakage of fluid out of compressor 10 through the 130 containment housing. The tangential and circumferential load in the rings effected by the circulation of refrigerant inside of the diffuser causes the inner ring to have a propensity to vibrate back and forth inside the outer ring. He excessive movement or vibration of the inner ring will cause the rack gear 123 and the differential pinion 124 are wear and will also cause wear of other parts. Preloading the inner ring by means of roller assemblies as stated herein, the inner ring movement as well as vibration in conditions of normal operation. In cases of abnormal conditions, such as operating unstably, a mechanism is necessary secondary to prevent movement of the inner ring. The present invention provides a mounting system of drive to prevent adverse movement and vibration of the inner ring avoiding play between the teeth between the toothed segment and differential pinion by adjusting the relative positions of the centers of the differential pinion and the rack gear using containment housing 130 From the axis. The outer surface 125 of the shaft housing is concentric around the center line 127 of accommodation and the accommodation 129 is concentric around the line Central 131 of accommodation. In an embodiment of the present invention the central housing line 127 and the line Central 129 of housing bore are displaced 1.5 mm. Referring to figure 11, it shows a plateau flat 135 for nut and slots 134 for adjusting the mechanism positioning drive. After the installation of drive positioning mechanism in housing 31 suction the play between the rack gear 123 and the differential sprocket 124 is removed by rotating the mechanism of drive positioning by applying a key (not shown) through flat plateaus 135. Once achieved the minimum play between the teeth the mechanism of positioning drive is fixed in place by pressing the cap screws 133. Once the game of the teeth the tendency of the inner ring to move is discharged directly by the actuator through the system gears
La circulación de fluido a través del difusor 14 en una segunda posición de cierre parcial en relación con el caudal de la posición de completa abertura es determinada por la relación del área de la sección transversal mínima de un canal de circulación de un difusor en una posición de cierre parcial al área de la sección transversal mínima de un canal de circulación (definido por las secciones 44 y 46 de canal complementarias) en una posición de completa apertura. Esta área de canal de circulación mínima, conocida como "área de garganta" será generalmente determinada por el diámetro más pequeño del pasaje 52 de circulación del canal 44 de anillo interior cuando el difusor 14 esté en una posición completamente abierta, y estará controlada por la anchura 53 en la interfaz entre los anillos 40 y 42 interior y exterior cuando el difusor 14 esté en una segunda posición de cierre parcial. Por ejemplo, si un canal difusor tiene un área mínima (área de garganta) de 81 mm^{2} en una segunda posición de parcialmente cerrado, y un área mínima (área de garganta) de 161 mm^{2} en una posición de completamente abierto entonces el caudal volumétrico de fluido a través de un difusor en la posición de parcialmente cerrado será de alrededor del 50% del caudal de la posición de completamente abierto. El caudal de fluido a través del compresor 10 cuando el difusor 14 esté en una segunda posición de parcialmente cerrado estará generalmente comprendido entre alrededor del 10% y el 100% del caudal de fluido a través del compresor 10 cuando el difusor esté en la posición de completamente abierto.The circulation of fluid through diffuser 14 in a second partial closing position in relation to the flow of the full opening position is determined by the ratio of the minimum cross-sectional area of a circulation channel of a diffuser in a partially closed position to the area of the minimum cross section of a circulation channel (defined by complementary channel sections 44 and 46) in a position of full opening This area of minimum circulation channel, known as "throat area" will generally be determined for the smallest diameter of the passage 52 of the channel 44 inner ring when diffuser 14 is in a position fully open, and will be controlled by width 53 in the interface between inner and outer rings 40 and 42 when the diffuser 14 is in a second partial closing position. By For example, if a diffuser channel has a minimum area (area of throat) of 81 mm2 in a second position partially closed, and a minimum area (throat area) of 161 mm 2 in a fully open position then the volumetric flow rate of fluid through a diffuser in the partially closed position it will be around 50% of the flow of the position of completely open. The fluid flow through the compressor 10 when the diffuser 14 is in a second position of partially closed will generally be between 10% and 100% of the fluid flow through the compressor 10 when the diffuser is in the fully open position.
En una segunda posición de parcialmente cerrado (figura 4), al menos alrededor del 10% del volumen que circula en la posición de completamente abierto deberá circular a través del difusor 14 para impedir un excesivo calentamiento termodinámico, excesivo ruido y una degradación en la eficiencia del compresor. Con esta finalidad, la cantidad de giro relativo entre las dos secciones de anillo deberá ser limitada al giro necesario para pasar a una segunda posición de parcialmente cerrado. En otras palabras, los anillos no deben poderse ajustar de modo que interrumpan completamente la circulación de fluido entre ambos. El grado de giro permisible entre los dos anillos está determinado por la circulación deseada entre los anillos en una posición de cierre completo, y el número y el volumen de las secciones 44, 46 de los canales de circulación de entrada en las secciones 40 y 42 de anillo en relación con el volumen de las secciones 40 y 42 de anillo.In a second partially closed position (figure 4), at least about 10% of the volume circulating in the fully open position should circulate through the diffuser 14 to prevent excessive thermodynamic heating, Excessive noise and degradation in compressor efficiency. With this purpose, the relative amount of rotation between the two ring sections should be limited to the turn required to move to a second partially closed position. In others words, the rings should not be adjusted so that completely interrupt the circulation of fluid between them. He permissible degree of rotation between the two rings is determined by the desired circulation between the rings in a closed position complete, and the number and volume of sections 44, 46 of the inlet channels in sections 40 and 42 of ring in relation to the volume of sections 40 and 42 of ring.
Continuando con referencia a la figura 4, R_{2} define el radio de la punta de impulsor, R_{3} define el radio exterior del anillo interior 40, y R_{4} define el radio exterior del anillo exterior. Haciendo el espesor, definido por la cantidad T = R_{3} - R_{2} del anillo interior 40 no mayor que lo necesario para bloquear una porción deseada (por ejemplo el 50% del caudal) a través de los canales 46 de anillo exterior, la circulación de fluido a través del difusor 4 puede ser controlada eficientemente. El giro del anillo interior con respecto al anillo exterior reducirá el área de garganta del difusor antes de que tenga lugar cualquier difusión, impidiendo por tanto la aceleración de la circulación después de la difusión. También, cuanto menor sea el espesor, T, de anillo interior, menores serán los ángulos de giro de la circulación a través del difusor en la posición de parcialmente cerrado. Ambos efectos descritos anteriormente tienden a mejorar la eficiencia del compresor en condiciones de funcionamiento de carga parcial.Continuing with reference to Figure 4, R2 defines the radius of the impeller tip, R_ {3} defines the radius outer of inner ring 40, and R4 defines the outer radius of the outer ring. Making the thickness, defined by the quantity T = R 3 - R 2 of inner ring 40 not greater than necessary to block a desired portion (for example 50% of the flow rate) through the outer ring channels 46, the fluid circulation through diffuser 4 can be controlled efficiently. The rotation of the inner ring with respect to the ring outside will reduce the throat area of the diffuser before any diffusion takes place, thus preventing acceleration of circulation after diffusion. Also, the smaller it is The thickness, T, of inner ring, the smaller the angles of rotation of the circulation through the diffuser in the position of partially closed Both effects described above tend to improve the efficiency of the compressor in conditions of partial load operation.
Haciendo referencia ahora a las figuras 5 y 12, en ellas se muestra un difusor que tiene un mecanismo para proporcionar el posicionamiento positivo del anillo interior correspondiente a una primera posición de completamente abierto y a una segunda posición de parcialmente cerrado. La cavidad 137 es mecanizada en el anillo exterior 42 para acomodar el engranaje 123 de cremallera. El engranaje 123 de cremallera se monta con precisión en el anillo interior 40 en modo de lengüeta y ranura en el que el engranaje de cremallera está provisto de una ranura 143 circunferencial adaptada para recibir la sección 139 de lengüeta del anillo interior 40. Para determinar la posición de completamente abierto el anillo interior es posicionado dentro del anillo exterior y los anillos se hacen girar uno con relación a otro hasta que los pasajes 52 de circulación están completamente alineados con los canales 46 de circulación exteriores. Con los anillos en esta posición, y el mecanismo de soporte de los anillos ajustado como se ha descrito anteriormente, el engranaje de cremallera está montado en el anillo anterior con la cara 145 de engranaje en contacto con la detención 140 de completamente abierto de la cavidad 137. Pernos (no mostrados) se instalan entonces a través de los orificios 142 de montaje de engranaje y se atornillan de modo firme y apretado en orificios 138 roscados en el anillo interior. El engranaje de cremallera y la cavidad están dimensionados para proporcionar una cantidad predeterminada de cierre del difusor de tubería. Por ejemplo pueden estar dimensionados de modo que la diferencia entre la anchura angular del engranaje de cremallera y la cavidad proporcionen una posición de abertura de un 10%. En este ejemplo el desplazamiento requerido del engranaje de cremallera es de 10 grados, la anchura angular del engranaje de cremallera es de 35 grados y la anchura angular de la correspondiente cavidad es de 45 grados. Con el engranaje de cremallera así posicionado se crea una detención positiva entre el engranaje de cremallera y la cavidad para posicionar firmemente y de modo repetible los anillos en puntos correspondientes a una posición de completa apertura y una posición de cierre parcial. Las detenciones positivas permiten también la modificación en el campo del accionador 128 sin necesidad de ajustar la posición de los anillos interior y exterior.Referring now to figures 5 and 12, they show a diffuser that has a mechanism to provide positive positioning of the inner ring corresponding to a first fully open position and to a second partially closed position. Cavity 137 is machined in outer ring 42 to accommodate gear 123 zipper The rack gear 123 is mounted with precision in inner ring 40 in tongue and groove mode in which the rack gear is provided with a groove 143 circumferential adapted to receive tongue section 139 of the inner ring 40. To determine the position of completely open the inner ring is positioned inside the outer ring and the rings are rotated one relative to another until the circulation passages 52 are completely aligned with the external circulation channels 46. With the rings in this position, and the ring support mechanism adjusted as described above, the gear zipper is mounted on the front ring with face 145 of gear in contact with stop 140 fully open from cavity 137. Bolts (not shown) are then installed to through the gear mounting holes 142 and screwed firmly and tightly in holes 138 threaded into the ring inside. The rack and pinion gear are sized to provide a predetermined amount of pipe diffuser closure. For example they can be sized so that the difference between the angular width of the rack and pinion gear provide a position of 10% aperture. In this example the required displacement of the rack gear is 10 degrees, the angular width of the rack gear is 35 degrees and the angular width of the Corresponding cavity is 45 degrees. With the gear of zipper thus positioned creates a positive detention between the rack and pinion gear to position firmly and from repeatable mode the rings at points corresponding to a full opening position and a partial closing position. The positive detentions also allow modification in the field of actuator 128 without the need to adjust the position of the inner and outer rings.
El funcionamiento y la utilización del compresor como se ha descrito anteriormente pueden ser comprendidos con referencia a la figura 13 que muestra un diagrama de comportamiento para un compresor que tiene un difusor de tubería variable según la invención integrado en el mismo. El diagrama de comportamiento de la figura 13, incluye una pluralidad de curvas 60, 62, 64, 66 y 68 de comportamiento, que corresponden cada una a un posicionamiento discreto entre las secciones 40 y 42 de los anillos interior y exterior. Cada curva de comportamiento, por ejemplo la 60, está caracterizada por un punto máximo, por ejemplo 70, que es el punto de presión disponible máxima. Haciendo funcionar el compresor con un caudal correspondiente a un punto máximo o inferior resultará probablemente una condición de máximo, como se ha expuesto en la sección de Antecedentes de la Invención en esta memoria.The operation and use of the compressor as described above they can be understood with reference to figure 13 showing a behavior diagram for a compressor that has a variable pipe diffuser according to the invention integrated therein. The behavior diagram of Figure 13 includes a plurality of curves 60, 62, 64, 66 and 68 of behavior, which each correspond to a positioning discrete between sections 40 and 42 of the inner rings and Exterior. Each behavior curve, for example 60, is characterized by a maximum point, for example 70, which is the point of maximum available pressure. Running the compressor with a flow corresponding to a maximum or lower point will result probably a maximum condition, as stated in the Background section of the invention in this report.
Para los propósitos de ilustrar la invención, la curva 60 puede corresponder, por ejemplo, a una primera posición completamente abierta, la curva 62 puede corresponder a una posición intermedia cerrada parcialmente 2 grados, la curva 64 puede corresponder a una posición intermedia cerrada parcialmente 4 grados, y la curva 68 puede corresponder a una posición cerrada parcialmente 8 grados máxima.For the purpose of illustrating the invention, the curve 60 may correspond, for example, to a first position completely open, curve 62 may correspond to a intermediate position partially closed 2 degrees, curve 64 may correspond to an intermediate position partially closed 4 degrees, and curve 68 can correspond to a closed position partially 8 degrees maximum.
Se ve que el ajuste de las secciones 40 y 42 de anillo hacia una posición cerrada tiene el efecto de ajustar el punto máximo, por ejemplo 70, 72 en un diagrama de comportamiento para un compresor hacia un caudal inferior. Por tanto, una condición de máximo puede ser evitada durante periodos de demanda de circulación baja ajustando los anillos 40 y 42 de difusor hacia una posición cerrada.It is seen that the adjustment of sections 40 and 42 of ring towards a closed position has the effect of adjusting the maximum point, for example 70, 72 in a behavior diagram for a compressor towards a lower flow. Therefore a maximum condition can be avoided during periods of demand for low circulation by adjusting diffuser rings 40 and 42 towards a closed position
Para la comprensión resulta útil comparar el diagrama de comportamiento de la figura 13, para un compresor que tiene un difusor variable, con el diagrama de comportamiento mostrado en la figura 14 que corresponde a un compresor que tiene solamente paletas de guía de entrada ajustables. En la figura 14 las curvas 80, 82, 84, 86 y 88 corresponden al posicionamiento discreto de paletas 33 de guía en posiciones de cierre crecientes. Se ve que las paletas 33 de guía de cierre, como las secciones 40 y 42 de anillo difusor tienen el efecto de reducir el caudal de punto máximo. Por tanto una condición de máximo puede ser a menudo evitada ajustando las paletas 33 de guía de entrada hacia una posición de cierre.For understanding it is useful to compare the behavior diagram in figure 13, for a compressor that It has a variable diffuser, with the behavior diagram shown in figure 14 corresponding to a compressor that has only adjustable input guide vanes. In figure 14 the curves 80, 82, 84, 86 and 88 correspond to discrete positioning of guide vanes 33 in increasing closing positions. It is seen that the closing guide vanes 33, such as sections 40 and 42 of diffuser ring have the effect of reducing point flow maximum. Therefore a maximum condition can often be avoided by adjusting the input guide vanes 33 towards a closing position
No obstante, en el diagrama de comportamiento de la figura 14 se ve que el ajuste de las paletas 33 de guía hacia una posición cerrada tiene el efecto adicional de reducir la presión de cabeza disponible del compresor 10 en el punto máximo. Por consiguiente, una condición de funcionamiento de caudal bajo que requiera una presión relativamente alta no puede ser satisfecha ajustando solamente las paletas 33 de guía.However, in the behavior diagram of Figure 14 shows that the adjustment of the guide vanes 33 towards a closed position has the additional effect of reducing the available compressor head pressure 10 at the maximum point. Consequently, a low flow operating condition that requires a relatively high pressure cannot be satisfied adjusting only the guide vanes 33.
En contraste, en el diagrama de comportamiento de la figura 13 se ve que la presión de punto máxima disponible del compresor 10 permanece esencialmente estable cuando los anillos 40 y 42 del difusor se ajustan hacia una posición cerrada. Por consiguiente, una condición de funcionamiento que requiera un bajo caudal y una alta presión de compresor puede ser satisfecha ajustando los anillos 40 y 42 de difusor hacia una posición cerrada.In contrast, in the behavior diagram of Figure 13 shows that the maximum available point pressure of the compressor 10 remains essentially stable when rings 40 and 42 of the diffuser are adjusted to a closed position. By consequently, an operating condition that requires a low Flow rate and high compressor pressure can be satisfied adjusting diffuser rings 40 and 42 towards a position closed.
Una condición de funcionamiento que requiera un bajo caudal y una alta relación de presiones con respecto a la relación de presiones de funcionamiento de plena carga (por ejemplo 90% de la plena carga) es corriente cuando existe una gran diferencia (por ejemplo 28ºC o más) entre la temperatura del aire ambiente y la temperatura interior, pero una carga ligera ocasional en un edifico que se refrigera. En esa situación, se requiere una relación de presiones de compresor relativamente alta (por ejemplo superior a alrededor de 2,5) por las presiones de saturación del refrigerante que corresponden al condensador, y a las temperaturas de evaporación, pero solamente se necesita un caudal reducido, por ejemplo del 25% de la plena carga, para eliminar el calor generado dentro del edificio.An operating condition that requires a low flow and high pressure ratio with respect to ratio of full load operating pressures (for example 90% of full load) is common when there is a large difference (for example 28 ° C or more) between air temperature ambient and indoor temperature, but an occasional light load in a building that is refrigerated. In that situation, a relatively high compressor pressure ratio (for example greater than about 2.5) due to saturation pressures of refrigerant corresponding to the condenser, and to the temperatures of evaporation, but only a reduced flow is needed, for example of 25% of the full load, to eliminate the heat generated inside the building.
La figura 15 muestra un diagrama de comportamiento para un compresor que tiene paletas de guía ajustables y un difusor de tubería variable de acuerdo con la invención. Se ve que la eficiencia de un compresor puede ser a menudo optimizada combinando un ajuste de las paletas 33 de guía con un ajuste de los anillos 40 y 42 de difusor. Con referencia a la figura 15 las curvas 111, 112, 113, 114, 115, y 116, en líneas de trazos, muestran los comportamientos para un compresor que tiene un difusor variable en una posición completamente abierta para diversas posiciones de las paletas 33 de guía de entrada (IGV), en tanto que las curvas 101, 102, 103, 104 y 105, en línea continua, muestran comportamientos para un compresor que tiene anillos de difusor parcialmente cerrados (aquí, hay alrededor del 40% del caudal original en la posición cerrada) en varios posicionamientos de las paletas de guía. Como conocen bien los expertos en la técnica, un compresor funciona con una eficiencia óptima cuando funciona en el "codo" (por ejemplo, punto 81 en la figura 14) de la curva de comportamiento que caracteriza el comportamiento del compresor. Con referencia al diagrama 15, la condición de funcionamiento que requiere, por ejemplo, una presión de alrededor de 0,7 de la máxima, y un caudal de alrededor de 0,3 del máximo sería satisfecha con la máxima eficiencia por un compresor que funcionase de acuerdo con la curva 104, obtenida ajustando los anillo 40 y 42 del difusor en una posición cerrada y ajustando las paletas 33 de guía en una posición de 10 grados.Figure 15 shows a diagram of behavior for a compressor that has guide vanes adjustable and a variable pipe diffuser according to the invention. It is seen that the efficiency of a compressor can be at often optimized by combining an adjustment of the guide vanes 33 with an adjustment of diffuser rings 40 and 42. With reference to Figure 15 curves 111, 112, 113, 114, 115, and 116, in lines of strokes, show the behaviors for a compressor that has a variable diffuser in a fully open position to various positions of the input guide vanes 33 (IGV), in so much that curves 101, 102, 103, 104 and 105, in a continuous line, show behaviors for a compressor that has rings of partially closed diffuser (here, there are about 40% of the original flow in closed position) in various positions of the guide vanes. As the experts in the technique, a compressor works with optimal efficiency when it works on the "elbow" (for example, point 81 in figure 14) of the behavior curve that characterizes the behavior of the compressor. With reference to diagram 15, the condition of operation that requires, for example, a pressure of around of 0.7 of the maximum, and a flow rate of about 0.3 of the maximum would be satisfied with maximum efficiency by a compressor that function according to curve 104, obtained by adjusting the ring 40 and 42 of the diffuser in a closed position and adjusting the Guide vanes 33 in a 10 degree position.
Aunque la presente invención ha sido explicada con referencia a un cierto número de realizaciones concretas, se ha de entender que el alcance de la presente invención ha de ser determinado con referencia a las reivindicaciones adjuntas.Although the present invention has been explained with reference to a certain number of concrete embodiments, it has been to understand that the scope of the present invention must be determined with reference to the appended claims.
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