ES2346243T3 - Dispositivo para impedir la formacion de condensado en un gas comprimido y grupo compresor equipado de dicho dispositivo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para impedir la formación de condensado en un gas comprimido que proviene de un elemento compresor con inyección de aceite (2) que está dotado de una entrada de aire (4) y de una salida de aire comprimido (6) que está conectada a un separador de aceite (9) el cual a su vez está conectado al elemento compresor (12) para la inyección de aceite arriba mencionado mediante un tubo de inyección (2), y en el que se provee un refrigerador (14) en el tubo de inyección (12) arriba mencionado el cual se puede puentear mediante una derivación (bypass) (21) caracterizado porque está dotado de una válvula de mezcla controlada (16) con una entrada (17) y dos salidas (18 y 19), en el cual la válvula de mezcla (16) está conectada con su entrada (17) y la salida (18) arriba mencionada al tubo de inyección (12) arriba mencionado y está conectado a la derivación (bypass) (21) arriba mencionada con otra salida (18), y también está provista de un dispositivo de control (38) y medios de medición conectados para controlar dicha válvula de mezcla (16) para ajustar la temperatura del aire comprimido (Tw) regulando la distribución del flujo mediante la válvula de mezcla (16), dichos medios de medición comprenden medios (42) para determinar la temperatura ambiente (Tamb), medios (43) para determinar la presión atmosférica (patm) y/o medios (44) para determinar la humedad relativa, y dicho dispositivo de control (38) estando dotado de un algoritmo de control que calcula la temperatura del aire comprimido más baja posible en base a los resultados de medición provenientes de uno o varios de los medios de medición y envía una señal (O) en base a esto a dicha válvula de mezcla (16) a fin de restringir la degradación del aceite y evitar la formación de condensado en el gas comprimido.
Description
Dispositivo para impedir la formación de
condensado en un gas comprimido y grupo compresor equipado de dicho
dispositivo.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para impedir la formación de condensado en un gas
comprimido.
En particular, la presente invención se refiere
a un dispositivo para impedir la formación de condensado en un gas
comprimido que proviene de un elemento compresor con inyección de
aceite que está dotado de una entrada de aire y de una salida de
aire comprimido que está conectada a un separador de aceite el cual
a su vez está conectado al elemento compresor arriba mencionado
mediante un tubo de inyección para la inyección de aceite y en el
que se provee un refrigerador en el tubo de inyección arriba
mencionado el cual se puede puentear mediante una derivación
(bypass).
Es conocido que al comprimir aire, la humedad
presente en este aire se puede condensar al aumentar la
temperatura.
Con compresores con inyección de aceite tales
como compresores de tornillo con inyección de aceite, el aceite
lubricante y refrigerante inyectado en el elemento compresor puede
resultar contaminado por el condensado, lo cual resulta en la
mayoría de los casos en características operativas deterioradas de
dicho aceite lubricante y refrigerante y el desgate prematuro de
las diferentes partes del sistema de refrigeración y del sistema
compresor.
A fin de evitar la formación de condensado, la
temperatura del aire comprimido debe ser forzada por encima de su
punto de condensación.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que con el
fin de preservar las cualidades del aceite refrigerante y
lubricante, se restringe el aumento de la temperatura admisible ya
que las temperaturas demasiado altas podrían degradar el
aceite.
El documento US 4.431.390 describe un
dispositivo del tipo arriba mencionado que hace uso de dicho
principio, y en el que se dispone una válvula neumática en la
derivación (bypass) arriba mencionada la cual puede ser conmutada
en posición abierta y cerrada en base a mediciones periódicas de la
humedad relativa, la temperatura ambiente, la presión del sistema y
la temperatura del sistema.
Tal dispositivo conocido presenta la desventaja
de que no permite el ajuste continuo de la temperatura del aire
comprimido ya que sólo puede encender o apagar el refrigerador.
Otra desventaja de tal dispositivo conocido es
que no permite reaccionar con timidez a variaciones repentinas de
carga del elemento compresor lo cual puede llevar a variaciones
repentinas en la temperatura del aire comprimido y la presión del
aire comprimido, de forma que en caso de variaciones rápidas de la
carga puede que se produzcan picos de temperatura y punto de
condensación en el aire comprimido suministrado.
La presente invención pretende remediar una o
varias de las desventajas arriba mencionadas y otras
desventajas.
Con este fin, la presente invención se refiere a
un dispositivo para impedir la formación de condensado en un gas
comprimido que proviene de un elemento compresor con inyección de
aceite que está dotado de una entrada de aire y de una salida de
aire comprimido que está conectada a un separador de aceite el cual
a su vez está conectado al elemento compresor para la inyección de
aceite arriba mencionado mediante un tubo de inyección, y en el que
se provee un refrigerador en el tubo de inyección arriba mencionado
el cual se puede puentear mediante una derivación (bypass)
caracterizado porque está dotado de una válvula de mezcla controlada
con una entrada y dos salidas, en el cual la válvula de mezcla está
conectada con su entrada y la salida arriba mencionada al tubo de
inyección arriba mencionado y está conectado a la derivación
(bypass) arriba mencionada con otra salida, y también está provista
de un dispositivo de control y medios de medición conectados para
controlar dicha válvula de mezcla para ajustar la temperatura del
aire comprimido regulando la distribución del flujo mediante la
válvula de mezcla, dichos medios de medición comprenden medios para
determinar la temperatura ambiente, medios para determinar la
presión atmosférica y/o medios para determinar la humedad relativa,
y dicho dispositivo de control está dotado de un algoritmo de
control que calcula la temperatura del aire comprimido más baja
posible en base a los resultados de medición provenientes de uno o
varios de los medios de medición y en base a esto envía una señal a
dicha válvula de mezcla a fin de restringir la degradación del
aceite y evitar la formación de condensado en el gas
comprimido.
Una ventaja de un dispositivo de estas
características según la invención es que la temperatura del aceite
lubricante y refrigerante puede ajustarse a cualquier valor deseado
regulando la distribución del flujo de dicho aceite mediante el
refrigerador y la derivación (bypass), de manera que,
indirectamente, también se pueda mantener la temperatura del gas
comprimido constante sobre su punto de condensación.
El dispositivo de control mencionado puede
entonces reaccionar a cualquier situación regulando la temperatura
del aceite, y consiguientemente también la temperatura del aire
comprimido, a un valor requerido.
Otra ventaja de un dispositivo de acuerdo con la
invención es que es capaz de reaccionar a variaciones repentinas de
carga del elemento compresor controlando la válvula de mezcla
mencionada de manera adecuada.
La presente invención también se refiere a un
grupo compresor con un elemento compresor con inyección de aceite,
estando dicho grupo compresor dotado de un dispositivo como el
arriba descrito para impedir la formación de condensado en un gas
comprimido que proviene del elemento compresor arriba
mencionado.
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de
las características del invento, de acuerdo con un ejemplo
preferente de realización práctica de un dispositivo según la
invención para impedir la formación de condensado en un gas
comprimido, se acompaña como parte integrante de dicha descripción,
un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no
limitativo, se ha representado lo siguiente:
la figura 1 representa esquemáticamente un
compresor de tornillo con inyección de aceite que está dotado de un
dispositivo según la invención;
la figura 2 representa un esquema de control del
funcionamiento de un dispositivo tal y como se aplica en la
figura 1.
figura 1.
La figura 1 representa un grupo compresor 1 que
en este caso está hecho en la forma de un compresor de tornillo con
inyección de aceite y que está dotado de un elemento compresor 2 el
cual en este caso es impulsado por un motor térmico 3 y que está
dotado de una entrada de aire 4 para absorber un gas a comprimir por
medio de un filtro de aire 5, y con una salida de aire comprimido 6
que se abre a un tubo 8 por medio de una válvula de no retorno 7 la
cual está conectada a un separador de aceite 9 de un tipo
conocido.
A cierta presión de trabajo p_{w}, los
usuarios de aire comprimido pueden extraer el gas comprimido
mediante una línea de aire comprimido 10 conectada al mencionado
separador de aceite 9 por medio de una válvula de presión mínima
11, para por ejemplo suministrar una red de aire comprimido o
similar.
El separador de aceite 9 arriba mencionado está
conectado al mencionado elemento compresor 2 mediante un tubo de
inyección 12, en concreto mediante una válvula de inyección 13 que
está provista en este elemento compre-
sor 2.
sor 2.
En el tubo de inyección 12 arriba mencionado se
encuentra un refrigerador 14 que, en este caso sí pero no
necesariamente, está hecha en forma de un intercambiador de calor
refrigerado por aire.
Opuesto al mencionado refrigerador 14 en este
caso se encuentra un ventilador 15 impulsado por el motor térmico 3
arriba mencionado.
Según la invención, el grupo compresor 1 está
dotado de un dispositivo para impedir la formación de condensado en
el gas comprimido, dispositivo el cual está dotado de una válvula de
mezcla 16 la cual en este caso está hecha como una válvula de
mezcla controlada de 3 vías con una entrada 17, dos salidas 18 y 19
y un actuador eléctrico 20 conectado al tubo de inyección 12 arriba
mencionado con su entrada 17 y con una salida 18, en concreto en la
primera parte 12A del tubo de inyección 12 el cual se extiende entre
el separador de aceite 9 y el refrigerador 14.
La segunda salida 19 de la válvula de mezcla 16
arriba mencionada está conectada al primer extremo más lejano de
una derivación (bypass) 21 que está conectada al tubo de inyección
12 con su otro extremo, en concreto a la segunda parte 12B de este
tubo de inyección 12 el cual se extiende entre el refrigerador 14 y
el elemento compresor 2, de forma que se pueda puentear el
mencionado refrigerador 14.
En la primera parte 12A del tubo de inyección 12
arriba mencionado se provee una válvula termostática de derivación
22 de un tipo conocido entre el separador de aceite 9 y la válvula
de mezcla 16 que pueda puentear el refrigerador 14 arriba
mencionado al conectarlo con la mencionada segunda parte 12B del
tubo de inyección 12.
En este caso, se provee un filtro de aceite 23
en la mencionada segunda parte 12B del tubo de inyección, el cual,
de ser necesario, podrá ser integrado en la misma carcasa que la
válvula termostática de derivación 22 arriba mencionada en la
primera parte 12A del tubo de inyección 12.
En una realización preferida, el grupo compresor
1 también está dotado de un dispositivo de control del flujo que
principalmente consiste en una válvula de entrada controlada de aire
comprimido 24 la cual está provista de una entrada de aire 4 del
elemento compresor 2 y que está montada de la manera conocida como
una carcasa 25 en la que un elemento de válvula 26 puede alternar
entre una posición abierta en la que la apertura de la entrada para
el gas alimentado sea máxima y una posición cerrada en la que la
apertura de entrada esté totalmente cerrada.
El elemento de válvula 26 arriba mencionado está
cerrado en un lado, en concreto en el lado opuesto a la entrada 27
de la válvula de entrada 24 para formar una cámara de presión
28.
El dispositivo de control del flujo está además
provisto de una válvula de control 29 con una entrada 30 que está
conectada al separador de aceite 9 arriba mencionado por medio de
una primera línea de control 31, en la que se suministra una
presión de control p_{r} a una salida 32 por medio de dicha
válvula de control 29 la cual es una función de la presión de
trabajo p_{w} en su entrada 30.
Típicamente, como se conoce, tan pronto como la
presión de trabajo p_{w} haya excedido un umbral predeterminado,
se producirá una presión de control pr en la salida 32 de la válvula
de control 29 la cual aumenta por ejemplo en proporción a la
presión de trabajo p_{w} creciente.
La salida 32 de la válvula de control 29 está
conectada a la cámara de presión de la válvula de entrada 24 arriba
mencionada por medio de una segunda línea de control 33.
En la primera línea de control 31 antes
mencionada está en este caso conectada una derivación (bypass) 34
la cual está conectada a la segunda línea de control 33 arriba
mencionada por medio de una válvula de carga 35.
Esta válvula de carga 35 está preferiblemente
hecha en forma de una válvula cerrada normal que puede abrirse o
cerrarse electromagnéticamente, dependiendo de si se aplica o no
voltaje a las terminales de conexión de dicha válvula de carga
35.
En la primera línea de control 31 antes
mencionada está conectado otro tubo 36 que se introduce en la
carcasa 25 de la válvula de entrada 24 por medio de una válvula de
escape 37, de forma que cuando esta válvula de entrada 24 está
cerrada, el elemento de válvula 26 abre la válvula de escape 37,
mientras que la presión de trabajo p_{w} en la posición abierta
de la válvula de entrada 24 cierra esta válvula de escape 37.
De acuerdo con una característica preferida que
no está representada en las figuras, la salida 32 de la válvula de
control 29 está conectada a un sensor de presión por medio de una
línea de control que puede transformar la presión de control
p_{r} en una señal eléctrica que se envía a un control electrónico
de velocidad para ajustar la velocidad rotatoria n del motor
térmico 3.
El dispositivo según la invención para impedir
la formación de condensado además está provisto de un dispositivo
de control 38 al que se conectan tanto el actuador eléctrico 20
arriba mencionado de la válvula de mezcla 16 como los medios de
medición.
Los medios de medición arriba mencionados están
dotados en este caso, aunque no de manera limitativa, de un sensor
de temperatura 39 y un sensor de presión 40 para determinar la
temperatura del aire comprimido T_{w} y la presión de trabajo
p_{w} respectivamente, con sensores 39 y 40 que están
preferiblemente incorporados en el tubo 8 entre el elemento
compresor 2 y el separador de aceite 9.
Los medios de medición arriba mencionados en
este caso también comprenden un sensor de presión 41 para
determinar la presión de control p_{r}, estando dicho sensor 41
provisto en la segunda línea de control 33.
Además, en una realización preferida, los medios
de medición arriba mencionados también incluyen medios 42 para
determinar la temperatura ambiente T_{amb}, medios 43 para
determinar la presión atmosférica p_{atm} y medios 44 para
determinar la humedad relativa Rha. Cada uno de estos medios de
medición adicionales 42 a 44 puede por ejemplo ser colocado en el
exterior del grupo compresor 1.
Es obvio que la presente invención no se limita
a la presencia de todos los medios de medición 39 a 44, sino que
puede ser limitada a sólo una parte de estos medios de medición.
El funcionamiento de un dispositivo según la
invención para impedir la formación de condensado en un gas
comprimido es muy simple y es como sigue. Como se sabe, el elemento
de válvula 26 normalmente se encuentra en posición cerrada cuando se
arranca el grupo compresor 1, ya que si se paró el grupo compresor
1 durante un uso precedente, la presión de trabajo p_{w} del
separador de aceite 9 habría sido guiada a la cámara de presión 28
por medio de la derivación (bypass) 34, de forma que el elemento de
válvula 26 se cerró a esta presión de trabajo p_{w}.
Cuando se arranca el motor térmico 3 con el
elemento de válvula 26 en posición cerrada para impulsar el
elemento compresor 2, se crea una falta de presión p_{0} en la
entrada de aire 4 del elemento compresor en relación a la presión
atmosférica p_{atm}.
Debido a la diferencia entre la presión
atmosférica p_{atm} y la presión p_{0}, el elemento de válvula
26 tiende a moverse hacia la posición abierta, lo cual es
desventajoso al arrancar el grupo compresor 1, ya que con una
entrada abierta se requiere un par mucho mayor para arrancar el
grupo compresor 1.
A fin de impedir esto, la válvula de carga 35 en
la derivación (bypass) 34 se abre, como se conoce, mediante una
señal eléctrica, de forma que la presión de trabajo p_{w}
acumulada por el grupo compresor 1 se guía a la cámara de presión
28 detrás del elemento de válvula 26 por medio de una segunda línea
de control 33.
Esta presión de trabajo p_{w} que es guiada a
la cámara de presión 28 detrás del elemento de válvula 26 asegurará
la contrapresión necesaria para compensar por la fuerza ejercida en
el elemento de válvula 26 como resultado de la diferencia de la
presión p_{atm} - p_{0}, de forma que el elemento de válvula 26
permanece cerrado durante el arranque y el elemento compresor 2
está fijado a cierta velocidad rotatoria mínima gracias a la
presión de control en la línea de control 33 y en la cámara de
presión 28. El compresor está ahora funcionando al ralentí.
Se puede cargar el compresor enviando una señal
eléctrica a la válvula de carga 35 la cual se cierra, como
resultado de lo cual la presión en la cámara de presión 28 de la
válvula de entrada 24 cae hasta prácticamente la presión
atmosférica p_{atm} por medio de una apertura de purga
estrangulada que no está representada en las figuras, de manera que
deja de compensarse la fuerza ejercida sobre el elemento de válvula
26 como resultado de la mencionada falta de presión p_{0} en la
entrada al final del elemento de válvula 26, y el elemento de
válvula 26 entonces se desplazará hacia la posición abierta.
Al abrir la válvula de entrada 24, aumenta la
presión p_{0} detrás del elemento de válvula 26, hasta que,
cuando la entrada de aire 4 esté completamente abierta, predomine
ahí también la presión atmosférica p_{atm}.
A fin de hacer que aumente rápidamente la
temperatura del aceite refrigerante y lubricante inyectado al
elemento compresor 2 hasta cierto valor nominal al arrancar el grupo
compresor 1, se hace uso, como se conoce, de la mencionada válvula
termostática de derivación 22 la cual preferiblemente está fijada a
un valor entre 40ºC y 70ºC y que puenteará el refrigerador 14 en
caso de un arranque en frío del grupo compresor 1, o en un ambiente
frío como por ejemplo en invierno.
Con las necesarias prestaciones adicionales en
el dispositivo de control 38, esta función puede ser asumida por la
válvula de mezcla 19 de la presente invención.
Con este objeto, también se puede usar la
válvula de mezcla 16 como válvula termostática de derivación para
puentear el refrigerador 14, para lo cual se puede dotar al
dispositivo de control 38 de un algoritmo que controla la válvula
de mezcla 16 de forma que se envíe todo el flujo de la entrada 17 a
través de la derivación (bypass) 21 hasta que la temperatura del
aceite permanezca por debajo de un valor predeterminado.
Mientras que el grupo compresor 1 está
operativo, el motor térmico 3 impulsa el elemento compresor 2, de
forma que el aire atmosférico húmedo es aspirado a través de la
válvula de entrada 24 por medio del filtro de aire 5.
Con el fin de descargar el calor de compresión
en el elemento compresor 2, se suministra aceite refrigerado del
refrigerador 14 por medio del tubo de inyección 12 y de la válvula
de inyección 13.
El aire y el aceite lubricante y refrigerante
inyectados se mezclan en el elemento compresor 2, de manera que se
guíe la mezcla de gas comprimido y aceite al separador de aceite 9,
donde se separa el aceite del aire comprimido de la manera conocida
bajo la influencia de fuerzas centrifugadoras.
Se puede extraer el aire comprimido purificado
para su uso en todo tipo de aplicaciones de aire comprimido por
medio de la válvula de presión mínima 11 y la línea de aire
comprimido 10 arriba mencionadas.
El aceite recuperado del aire comprimido en el
separador de aceite 9 se recoge al final en este separador de
aceite 9 y la presión p_{w} que predomina en este separador de
aceite 9 lo introduce a presión en el refrigerador 14, a través del
tubo de inyección 12, donde el ventilador 15 enfría el aceite,
ventilador que en este caso es impulsado por el motor térmico
3.
Cuando cambia la carga del elemento compresor 2,
por ejemplo debido a una sangría de aire comprimido variable,
también cambiará la presión de trabajo p_{w} en el separador de
aceite 9.
La válvula de control 29 transforma estas
alteraciones de la presión de trabajo p_{w} en una presión de
control p_{r}, como resultado de lo cual se controla de la manera
conocida la posición del elemento de válvula 26 en la válvula de
entrada 24, así como la velocidad del motor 3, a fin de ajustar el
punto de trabajo del grupo compresor 1 a la nueva condición de
carga.
Con el fin de asegurar que, para toda condición
de carga, la temperatura del aire comprimido se sitúe sobre el
punto de condensación, el dispositivo de control 38 ajusta
continuamente la válvula de mezcla 16 en base a las mediciones
realizadas por los mencionados medios de medición 39 a 44.
La figura 2 es un representación esquemática del
algoritmo de control de dicho dispositivo de control 38, cuyo
algoritmo de control asegura que se siga un método que haga posible
responder con mucha rapidez a variaciones de carga en el grupo
compresor 1.
Todos los datos de entrada I introducidos en el
dispositivo de control 38 se derivan de las mediciones de los
medios de medición 39 a 44, arriba mencionados, y están agrupados a
la izquierda del esquema de la figura 2.
Los datos de entrada I en este caso consisten,
como se describe arriba, en una medición 139 de la temperatura del
aire comprimido T_{w}, una medición 140 de la presión de trabajo
p_{w}, una medición 142 de la temperatura ambiente T_{amb}, una
medición 143 de la presión atmosférica p_{atm}, una medición 144
de la humedad relativa y, de ser necesario, una medición 141 de la
presión de control p_{r}.
En base a las mediciones 140, 142, 143 y 144 se
calcula el punto de condensación del aire comprimido en un primer
paso 145 del algoritmo de control.
Sin embargo, es obvio, que los parámetros
ambientales, y en particular, la temperatura ambiente T_{amb}, la
presión atmosférica p_{atm} y la humedad relativa no tienen que
estar necesariamente provistos de medios de medición 42, 43 y 44
con este objeto, sino que podrán ser introducidos a mano por un
usuario, por ejemplo en la forma de límites o valores promedio, y
pueden ser almacenados en una memoria del dispositivo de control 38
arriba mencionado.
Si fuera necesario, se podría calcular
aproximadamente el punto de condensación en base a la medición 140
de la presión p_{w} del aire comprimido y en base a los
mencionados valores predeterminados de la temperatura ambiente
T_{amb}, la presión atmosférica p_{atm} y la humedad
relativa.
En este caso, el grupo compresor 1 debería estar
provisto de medios de medición 40, pero no con medios de medición
42, 43 y 44.
Está claro que tan sólo se pueden medir algunos
de los parámetros ambientales arriba mencionados, mientras que los
otros parámetros deberán ser introducidos por el usuario.
Finalmente, también es posible según la
invención almacenar un valor guía en una memoria del dispositivo de
control 38, y proveer medios de medición 142, 143 y 144, de manera
que en caso de mal funcionamiento de uno de los medios de medición,
aún sea posible calcular el punto de condensación en base al valor
guía antes menciona-
do.
do.
Con el objeto de compensar los errores de
medición de los medios de medición 40, 42, 43 y 44, se añade un
factor de corrección 146 siguiendo el primer paso 145 arriba
mencionado, de manera que se obtenga una temperatura mínima del
aire permitida 147, que se tiene en cuenta junto con la temperatura
mínima del aceite permitida 148 al continuar el algoritmo.
La mencionada temperatura máxima del aceite
permitida 148 es un valor constante que depende de la composición
específica del aceite refrigerante y lubricante inyectado en el
elemento compresor 2.
La temperatura mínima del aire permitida
calculada 147 se compara a continuación con la temperatura del aire
comprimido T_{w} medida en el paso 139, y entonces se introduce la
diferencia entre estos valores 139 y 147 en un algoritmo de control
149 con el fin de formar una señal A.
En base a una medición continua 141 de la
presión de control p_{r}, se calcula una señal B en el paso 150
estableciendo la diferencia entre la presión de control p_{r} como
una función de tiempo, y multiplicando el resultado por un factor
constante.
En el paso 151, se compara la mencionada señal B
con una constante, una gradiente de carga mínima predeterminada
152.
Si el valor de la señal B sobrepasa el valor
152, entonces el valor de salida de este paso 151 se equipara con
la señal B. Si, por cualquier motivo, el valor de señal B parece ser
menor al valor de consigna 152, entonces el valor de salida se
equipara a la señal A.
Se aplica el valor de salida del paso 151 a un
generador de señal 153 que produce una señal de control adecuada
que sirve como valor de salida 0 del dispositivo de control 38 y que
se aplica al actuador eléctrico 20 de la válvula de mezcla 16 con
el fin de ajustar la distribución del flujo del aceite lubricante y
refrigerante a través de la válvula de mezcla 16, y de este modo
ajustar la temperatura del aire comprimido de acuerdo con la
condición de carga y las condiciones ambiente del grupo compresor
1.
Gracias a este método específico, siempre se
pueden compensar pequeñas variaciones de carga, lo cual no es
posible sin "sobreimpulsos" o "subimpulsos" si sólo se usa
el algoritmo de control 149.
En caso de "sobreimpulso", el aceite no
estaría lo suficientemente refrigerado, como resultado de lo cual
podría aumentar su temperatura por encima del valor máximo permitido
y el grupo compresor 1 podría romperse.
En caso de "subimpulso", el aceite
refrigerante y lubricante estaría demasiado refrigerado, como
resultado de lo cual la temperatura del aire comprimido T_{w}
podría caer temporalmente por debajo del punto de condensación y
podría tener lugar la condensación, como resultado de lo cual el
agua acabaría en el aceite.
Según la invención, en caso necesario, la
medición 141 de la presión de control p_{r} podrá ser sustituida
por una medición de la presión de trabajo p_{w}. Por supuesto,
deberán tenerse en cuenta ambos valores de presión p_{r} y
p_{w}.
p_{w}.
Puesto que un dispositivo de acuerdo con la
invención tiene en cuenta todos los parámetros requeridos, sólo
ajustará la temperatura del aire comprimido en caso necesario, al
contrario que en los dispositivos existentes. En todo caso, se
mantendrá la temperatura del aceite refrigerante y lubricante
siempre tan baja como sea posible con el fin de ralentizar la
degradación del aceite, pero todavía tan alta como para evitar la
condensación.
Como el dispositivo tal y como se representa en
las figuras tiene en cuenta la presión atmosférica p_{atm},
también se puede contrarrestar la formación de condensación en el
aire comprimido a grandes alturas, donde la presión atmosférica es
considerablemente menor al nivel del mar.
Es obvio que la invención también encuentra
aplicación para cualquier gas comprimido y de este modo, la
invención no está limitada a aire comprimido.
La presente invención no está de ningún modo
limitada a las realizaciones arriba descritas y representadas en
los dibujos adjuntos; al contrario, tal dispositivo según la
invención para impedir la formación de condensado en un gas
comprimido puede ser fabricado según diferentes variantes mientras
que sigue estando bajo el espíritu de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
\bullet US 4431390 A [0007]
Claims (12)
1. Dispositivo para impedir la formación de
condensado en un gas comprimido que proviene de un elemento
compresor con inyección de aceite (2) que está dotado de una
entrada de aire (4) y de una salida de aire comprimido (6) que está
conectada a un separador de aceite (9) el cual a su vez está
conectado al elemento compresor (12) para la inyección de aceite
arriba mencionado mediante un tubo de inyección (2), y en el que se
provee un refrigerador (14) en el tubo de inyección (12) arriba
mencionado el cual se puede puentear mediante una derivación
(bypass) (21) caracterizado porque está dotado de una válvula
de mezcla controlada (16) con una entrada (17) y dos salidas (18 y
19), en el cual la válvula de mezcla (16) está conectada con su
entrada (17) y la salida (18) arriba mencionada al tubo de
inyección (12) arriba mencionado y está conectado a la derivación
(bypass) (21) arriba mencionada con otra salida (18), y también está
provista de un dispositivo de control (38) y medios de medición
conectados para controlar dicha válvula de mezcla (16) para ajustar
la temperatura del aire comprimido (T_{w}) regulando la
distribución del flujo mediante la válvula de mezcla (16), dichos
medios de medición comprenden medios (42) para determinar la
temperatura ambiente (T_{amb}), medios (43) para determinar la
presión atmosférica (p_{atm}) y/o medios (44) para determinar la
humedad relativa, y dicho dispositivo de control (38) estando
dotado de un algoritmo de control que calcula la temperatura del
aire comprimido más baja posible en base a los resultados de
medición provenientes de uno o varios de los medios de medición y
envía una señal (O) en base a esto a dicha válvula de mezcla (16) a
fin de restringir la degradación del aceite y evitar la formación
de condensado en el gas comprimido.
2. Dispositivo según reivindicación 1ª,
caracterizado porque los mencionados medios de medición están
dotados de medios (39) para determinar la temperatura del aire
comprimido (T_{w}) en el separador de aceite (9) arriba
mencionado.
3. Dispositivo según reivindicación 1ª ó 2ª,
caracterizado porque los mencionados medios de medición están
dotados de medios (40) para determinar la presión del aire
comprimido.
4. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios
de medición arriba mencionados está dotados de medios (41) para
determinar la presión de control (p_{r}) que se fija por una
válvula de control (29) que está conectada con su entrada al
separador de aceite (9) y que está conectada con su salida a la
válvula de entrada controlada por aire comprimido (24) que está
conectada a la mencionada entrada de aire (4) del elemento
compresor (2).
5. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
mencionada válvula de mezcla (16) está dotada de un actuador
eléctrico (20) que está conectado al dispositivo de control (38)
arriba mencionado.
6. Dispositivo según reivindicación 1ª,
caracterizado porque el algoritmo de control arriba
mencionado está hecho de manera que se tenga en cuenta la velocidad
de las variaciones de carga en el elemento compresor (2) mediante
una medición continua de la presión del aire comprimido suministrado
(p_{w}) y/o una presión de control (p_{r}) que es una función
de la presión del aire comprimido (p_{w}).
7. Dispositivo según reivindicación 1ª,
caracterizado porque el algoritmo de control arriba
mencionado está hecho de manera que, en base a una medición
continua (141) de la presión de control (p_{r}) arriba mencionada
o de la presión del aire comprimido (p_{w}) se determina una señal
(B) que es una medición del gradiente de carga, y que este valor de
señal (B) calculado se compara a un gradiente de carga mínima (152)
predeterminado, y en el que, si este valor de señal calculado (B)
supera el gradiente de carga mínima (152) arriba mencionado, este
valor de señal (B) se usa para controlar la válvula de mezcla (16)
arriba mencionada, y si este valor de señal (B) es menor al
gradiente de carga mínima (152) arriba mencionado, se usa una
segunda señal calculada (A) para controlar la válvula de
mezcla
(16).
(16).
8. Dispositivo según reivindicación 7ª,
caracterizado porque el algoritmo de control arriba
mencionado está hecho de manera que la segunda señal calculada (A)
sea el valor de salida de un algoritmo de control (149) cuyo valor
de entrada equivalga a la diferencia entre la temperatura del aire
comprimido medida (T_{w}) y una temperatura mínima del aire
permitida (147).
9. Dispositivo según reivindicación 8ª,
caracterizado porque el algoritmo de control arriba
mencionado está hecho de manera que la temperatura mínima del aire
calculada sea calculada en base a una medición (140) de la presión
del aire comprimido (p_{w}) y en base a valores predeterminados o
no para la temperatura ambiente (T_{amb}), la presión atmosférica
(p_{atm}) y la humedad relativa del aire aspirado por el elemento
compresor (2).
10. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la válvula
de mezcla (16) también se usa como válvula termostática de
derivación para puentear el refrigerador (14), para lo que se dota
al dispositivo de control (38) de un algoritmo que controla la
válvula de mezcla (16) de manera que la derivación (bypass) (21)
controle el flujo completo en la entrada (17) hasta que la
temperatura del aceite no supere un valor predeterminado.
\newpage
11. Dispositivo según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
dispositivo de control (38) arriba mencionado está provisto de una
memoria para almacenar límites o valores promedio que hagan posible
calcular el punto de condensación del aire comprimido suministrado
(2) como función de una o varias mediciones (140, 142, 143 y/o 144)
de los mencionados medios de medición.
12. Grupo compresor con un elemento compresor
con inyección de aceite (2), caracterizado porque dicho grupo
compresor (1) está dotado de un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores para impedir la formación de condensado
en un gas comprimido que proviene del elemento compresor arriba
mencionado (2).
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