ES2856192T3 - Compresor con dos elementos esféricos que soportan el eje - Google Patents

Compresor con dos elementos esféricos que soportan el eje Download PDF

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Abstract

Compresor de aire que comprende un bastidor (2) en el que están montados un estator (4), un rotor (5) que interactúa con dicho estator (4) para formar un motor síncrono, y que comprende un árbol (6), al menos una turbina (12) soportada por dicho árbol (6), un canal de suministro de aire (14) a la turbina (12), y un canal de salida de aire comprimido (16), estando montado el árbol (6) el rotor (5) en rotación sobre el bastidor (2) alrededor de un eje (A) por medio de un primer (7) y un segundo (8) cojinete, en el que dicho primer (7), respectivamente dicho segundo (8) cojinete comprende un primer (18), respectivamente un segundo (22) elemento esférico previsto en un primer (9), respectivamente un segundo (10) extremo del árbol y dispuesto de manera centrada con respecto al eje (A) del árbol (6) y un primer (20), respectivamente un segundo (24) alojamiento previsto en el bastidor (2) que tiene la forma de una tapa con un fondo curvo dispuesta de manera centrada con respecto al eje (A) del árbol (6) y dispuesta para soportar dicho primer (18), respectivamente dicho segundo (22) elemento esférico, caracterizado porque el radio de la tapa que forma el primer alojamiento (20) es mayor que el radio del primer elemento esférico (18), en donde dicho primer elemento esférico (18) está en contacto tangencial con el fondo curvado de dicho primer alojamiento (20) y el radio de la tapa que forma el segundo alojamiento (24) es mayor que el radio del segundo elemento esférico (22), dicho segundo elemento esférico (22) está en contacto tangencial con el fondo curvado de dicho segundo alojamiento (24), porque se prevén al menos dos cojinetes aerodinámicos (36, 38) sustancialmente a cada lado del árbol (6) del rotor (5), y porque se prevé un primer cojinete aerodinámico (36) aguas arriba de la turbina (12), siendo soportado dicho primer cojinete aerodinámico (36) por un tercer elemento de soporte (40) dispuesto centralmente con respecto al eje (A) del árbol (6) en el canal de suministro de aire (14), y sujetado a las paredes de dicho canal de suministro de aire (14) por medio de ramificaciones (44) entre las que puede circular el aire.

Description

DESCRIPCIÓN
Compresor con dos elementos esféricos que soportan el eje
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un compresor de aire, y más particularmente a un compresor de aire de alta velocidad, que comprende un bastidor en el que están montados un estator, un rotor que interactúa con dicho estator y que comprende un eje, al menos una turbina transportada por dicho eje, un canal de suministro de aire a la turbina, y un canal de salida de aire comprimido, estando el eje del rotor montado en forma giratoria en el bastidor alrededor de un eje por medio de dos cojinetes.
Antecedentes de la invención
Dichos compresores de fluidos se denominan generalmente turbocompresores o compresores centrífugos. Están equipados con un estator y un rotor que forman un motor síncrono de imanes permanentes (motor sin escobillas). Los compresores de este tipo pueden alcanzar velocidades muy altas, por ejemplo, 100.000 a 500.000 revoluciones/minuto. El motor impulsa la turbina a alta velocidad, comprimiendo la turbina el fluido. El fluido puede ser aire, agua, un gas, un refrigerante o cualquier otro fluido adecuado. Estos compresores se utilizan en muchas aplicaciones industriales, médicas, farmacéuticas, alimentarias, de automoción, en particular para suministrar aire comprimido, o aplicaciones de refrigeración, calefacción o aire acondicionado, para suministrar fluido comprimido.
En estos compresores, el eje del motor está montado en forma giratoria sobre un bastidor por medio de dos cojinetes axiales. Estos cojinetes pueden incluir rodamientos de bolas. Sin embargo, es difícil obtener velocidades de rotación con tales rodamientos debido a la diferencia de velocidad entre las bolas y los anillos. Además, aunque las bolas utilizadas son de cerámica, la vida útil de dichos rodamientos se limita a unas cien horas debido a las altas velocidades de rotación. Se pueden utilizar otros tipos de cojinetes, como cojinetes aerodinámicos. Sin embargo, este tipo de rodamiento tiene el inconveniente de moverse transversalmente en el momento del arranque o durante un cambio de velocidad, lo que genera fricción a nivel de los elementos del rodamiento.
Además, los compresores se lubrican generalmente por medio de un lubricante. La desventaja es que el lubricante corre el riesgo de mezclarse con el líquido, por lo que el líquido comprimido se contamina con el lubricante. Esto es particularmente peligroso, por ejemplo, en el caso de aplicaciones médicas, como aplicaciones dentales, para las que el aire comprimido que entra en la boca debe ser saludable.
Por último, los compresores se utilizan generalmente en instalaciones muy grandes, estando el compresor alejado del equipo que requiere fluido comprimido. El fluido comprimido se suministra por medio de un circuito de alimentación provisto en la red. En general, este circuito de alimentación es largo, lo que conlleva el riesgo de fugas de líquido a lo largo del circuito. Las fugas en un circuito de aire comprimido provocan pérdidas de presión, lo que genera pérdidas financieras muy importantes. Además, debido a la distancia que separa el compresor del equipo que requiere el fluido comprimido, la red está permanentemente presurizada para poder responder con rapidez a las necesidades del equipo. El funcionamiento continuo del compresor representa un consumo de energía eléctrica importante.
Se conocen compresores de fluido de los documentos EP0318638A2, JPH04137295U, DE102012013048A1 y US4925321A.
Sumario de la invención
El objeto de la invención es en particular superar los diversos inconvenientes de los compresores de alta velocidad conocidos.
Más precisamente, un objetivo de la invención es proporcionar un compresor de fluido de alta velocidad que no requiera un agente lubricante y no provoque ninguna contaminación del fluido comprimido.
Con este fin, la presente invención se refiere a un compresor de aire como se define en la reivindicación 1, tal compresor de fluido comprende un bastidor en el que se monta un estator, un rotor que interactúa con dicho estator y que comprende un eje, al menos una turbina soportada por dicho eje, un canal para suministrar fluido a la turbina, y un canal de salida para fluido comprimido, estando el eje del rotor montado en forma giratoria en el bastidor alrededor de un eje por medio de un primer y segundo cojinete. Según la invención, el fluido es aire. Es decir, la presente invención se refiere a un compresor de aire. Por tanto, las referencias generales a los fluidos deben interpretarse en consecuencia.
Según la invención, dicho primer cojinete, respectivamente dicho segundo, comprende un primer, respectivamente un segundo elemento esférico dispuesto en un primer, respectivamente un segundo extremo del eje y dispuesto centralmente con respecto al eje del árbol y un primer, respectivamente un segundo alojamiento provisto en el bastidor y que tiene la forma de una tapa dispuesta centralmente con respecto al eje del árbol y dispuesta para soportar dicho primer, respectivamente dicho segundo elemento esférico.
Por tanto, el compresor de fluido según la invención puede girar a muy alta velocidad, sin utilizar un agente lubricante que pueda contaminar el fluido comprimido.
De manera ventajosa, el primer alojamiento se puede proporcionar en el canal de suministro de fluido.
Según una realización particularmente preferida, dicho primer alojamiento puede estar provisto en un primer elemento de soporte dispuesto centralmente con respecto al eje del árbol en el canal de suministro de fluido, y sujeto a las paredes de dicho canal de suministro de fluido por medio de ramas entre las que puede circular el fluido.
Ventajosamente, el segundo alojamiento puede estar previsto en un segundo elemento de soporte dispuesto en el bastidor centrado con respecto al eje del árbol y enfrente del primer elemento de soporte.
Según una realización preferida, el segundo elemento de soporte puede montarse en forma deslizante en el bastidor y conectarse a dicho bastidor mediante medios elásticos dispuestos para absorber las variaciones de juego entre el rotor y el estator.
Según la invención, el compresor según la invención comprende además al menos dos cojinetes aerodinámicos dispuestos sustancialmente a cada lado del eje del rotor.
Según la invención, aguas arriba de la turbina se proporciona un primer cojinete aerodinámico, siendo soportado dicho primer cojinete aerodinámico por un tercer elemento de soporte dispuesto centralmente con respecto al eje del árbol en el canal de suministro de fluido, y sujeto en las paredes de dicho canal de suministro de fluido por medio de ramificaciones entre las que puede circular el fluido.
Ventajosamente, se puede proporcionar un segundo cojinete aerodinámico en el extremo del árbol del rotor, en el lado opuesto al canal de suministro de fluido.
Según una realización preferida, al menos uno de los extremos primero y segundo del árbol del rotor puede comprender un tercer alojamiento que tiene la forma de un casquete dispuesto centralmente con respecto al eje del árbol y dispuesto para recibir dicho elemento esférico montado libre en dicho tercer alojamiento.
Según otra realización, el elemento esférico puede ser solidario con al menos uno del primer y segundo extremos del árbol del rotor.
Breve descripción de los dibujos
Los objetivos, ventajas y características de la presente invención aparecerán más claramente en la siguiente descripción detallada de una realización de la invención dada únicamente a modo de ejemplo no limitativo e ilustrada por los dibujos adjuntos en los que:
- la Figura 1 representa una vista en perspectiva de un compresor de fluido de alta velocidad según la invención, - la Figura 2 representa una vista en sección del compresor de la Figura 1,
- las Figuras 3 y 4 son vistas ampliadas de las zonas B y C, respectivamente, de la Figura 2, y
- la Figura 5 ilustra esquemáticamente una máquina equipada con un compresor según la invención.
Descripción detallada de la invención
Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, se representa un compresor de fluido 1 de alta velocidad, del tipo turbocompresor o compresor centrífugo. En la siguiente descripción, la expresión “compresor de fluido” se refiere a un compresor utilizado para aumentar la presión de aire.
De una manera conocida per se, el compresor comprende un bastidor 2 en el que están montados un estator y un rotor, representados esquemáticamente bajo las referencias 4 y 5, respectivamente. El estator 4 y el rotor 5 interactúan para formar un motor síncrono de imanes permanentes (motor sin escobillas).
El rotor 5 comprende un árbol 6 montado en forma giratoria en el bastidor 2 alrededor de un eje A por medio de un primer cojinete 7 y un segundo cojinete 8, estando dispuesto el primer cojinete 7 para soportar el primer extremo axial 9 del árbol 6 y estando dispuesto el segundo cojinete 8 para soportar el segundo extremo axial 10 del árbol 6. El primer y segundo cojinetes 7 y 8 se describirán en detalle a continuación.
El árbol 6 lleva una turbina 12 dispuesta en el lado del primer extremo axial 9. Por supuesto, es posible proporcionar varias turbinas.
El compresor 1 también comprende un canal 14 de suministro de fluido en la dirección de la turbina 12, un cuerpo 15, así como un canal de salida de fluido comprimido 16, siendo estos elementos solidarios del bastidor 2.
Estos diversos elementos del compresor de fluido son conocidos por los expertos en la técnica y no requieren aquí una descripción detallada.
Según la invención, el primer cojinete 7 comprende un primer elemento esférico 18 dispuesto en el primer extremo 9 del árbol 6, centrado con respecto al eje A del árbol 6 y un primer alojamiento 20 dispuesto en el bastidor 2 que presenta la forma de una tapa dispuesta centralmente con respecto al eje A del árbol 6 y dispuesta para soportar dicho primer elemento 18 esférico.
De manera similar, el segundo cojinete 8 comprende un segundo elemento esférico 22 dispuesto en el segundo extremo 10 del árbol 6, centrado con respecto al eje A del árbol 6 y un segundo alojamiento 24 dispuesto en el bastidor 2 que tiene la forma de un tapón dispuesto centralmente con respecto al eje A del árbol 6 y dispuesto para soportar dicho segundo elemento esférico 22.
Como se muestra con más precisión en la Figura 3, el primer alojamiento 20 que soporta el primer elemento esférico 18 está previsto en el canal de suministro de fluido 14. Para este propósito, un primer elemento de soporte 26 que tiene una forma ovoide truncada está dispuesto centralmente con respecto al eje A del árbol 6 en el canal de suministro de fluido 14. El primer alojamiento 20 presenta la forma de una tapa, con una superficie sólida, producida en el extremo del primer elemento de soporte 26 que se dirige hacia adentro. El radio de la tapa que forma el primer alojamiento 20 es mayor que el radio del primer elemento esférico 18. Las dimensiones del primer alojamiento 20 y del primer elemento esférico 18 son tales que dicho primer elemento esférico 18 está en contacto tangencial con el fondo curvado del primer alojamiento 20. Preferiblemente, la tapa que forma el primer alojamiento 20 y el primer elemento esférico 18 son perfectamente esféricos para tener tal contacto tangencial entre dicho primer alojamiento 20 y dicho primer elemento esférico 18. El primer elemento de soporte 26 se mantiene en las paredes internas de dicho canal de suministro de fluido 14 por medio de tres ramales 28 (ver Figura 1). Estos ramales 28 están espaciados entre sí para permitir que el fluido entre en el compresor.
Según la realización mostrada, el primer extremo axial 9 del árbol 6 comprende un tercer alojamiento 29 que presenta la forma de una tapa, con una superficie sólida, dispuesta centralmente con respecto al eje A del árbol 6 y dispuesta para recibir el primer elemento esférico 18 montado libremente en dicho tercer alojamiento 29. El radio de la tapa que forma el tercer alojamiento 29 es mayor que el radio del primer elemento esférico 18. Las dimensiones del tercer alojamiento 29 y del primer elemento esférico 18 son tales que dicho primer elemento esférico 18 está en contacto con el fondo curvo del tercer alojamiento 29. Así, el primer elemento esférico 18 tiene la forma de una bola montada libre entre las dos tapas que forman el primer y el tercer alojamiento 20, 29 entre los cuales se sujeta el primer elemento esférico 18. Preferiblemente, la tapa que forma el tercer alojamiento 29 y el primer elemento esférico 18 son perfectamente esféricos para tener contacto tangencial entre dicho tercer alojamiento 29 y dicho primer elemento esférico 18. El radio de la tapa que forma el tercer alojamiento 29 puede ser igual a o diferente del radio de la tapa que forma el primer alojamiento 20.
Como se muestra más precisamente en la Figura 4, el segundo alojamiento 24 que soporta el segundo elemento esférico 22 está previsto en un segundo elemento de soporte 30 dispuesto en el bastidor 2 centrado con respecto al eje A del árbol 6, y opuesto al primer elemento de soporte 26. El segundo alojamiento 24 está formado en el segundo elemento de soporte 30 en forma de tapa, con una superficie sólida, colocada frente al árbol 6. El radio de la tapa que forma el segundo alojamiento 24 es mayor que el radio del segundo elemento esférico 22. Las dimensiones del segundo alojamiento 24 y del segundo elemento esférico 22 son tales que dicho segundo elemento esférico 22 está en contacto tangencial con el fondo curvo del segundo alojamiento 24. Preferiblemente, la tapa que forma el segundo alojamiento 24 y el segundo elemento esférico 22 son perfectamente esféricos para tener tal contacto tangencial entre dicho segundo alojamiento 24 y dicho segundo elemento esférico 22. El segundo elemento de soporte 30 está montado en forma deslizante en el bastidor 2 al que está conectado por medios elásticos 32, como un resorte, que permite absorber las variaciones de juego entre el rotor 5 y el estator 4.
Según la realización representada, el segundo extremo axial 10 del árbol 6 comprende un cuarto alojamiento 34 que presenta la forma de una tapa, de superficie sólida, dispuesta centralmente con respecto al eje A del árbol 6 y dispuesta para recibir el segundo elemento esférico 22 montado libremente en dicho cuarto alojamiento 34. El radio de la tapa que forma el cuarto alojamiento 34 es mayor que el radio del segundo elemento esférico 22. Las dimensiones del cuarto alojamiento 34 y del segundo elemento esférico 22 son tales que dicho segundo elemento esférico 22 está en contacto con el fondo curvo del cuarto alojamiento 34. Así, el segundo elemento esférico 22 se presenta bajo la forma de una bola montada libre entre las dos tapas que forman el segundo y el cuarto alojamiento 24, 34 entre los cuales se sujeta el segundo elemento esférico 22. Preferiblemente, la tapa que forma el cuarto alojamiento 34 y el segundo elemento esférico 22 son perfectamente esféricos para tener un contacto tangencial entre dicho cuarto alojamiento 34 y dicho segundo elemento esférico 22. El radio de la tapa que forma el cuarto alojamiento 34 puede ser igual a o diferente del radio de la tapa que forma el segundo alojamiento 24.
Según otra variante de realización no representada, el primer elemento esférico 18 es solidario del primer extremo axial 9 del árbol 6. De manera similar, el segundo elemento esférico 22 puede ser solidario del segundo extremo axial 10 del árbol 6. Para ello, el elemento esférico 18, 22 puede pegarse, colocarse sobre el extremo del árbol 6 o formarse integralmente con dicho árbol 6.
El elemento esférico es preferiblemente de cerámica o de cualquier otro material adecuado, pudiendo presentar dicho material un tratamiento superficial con efecto deslizante (por ejemplo, un recubrimiento de politetrafluoroetileno, como Teflon®, o cualquier otro recubrimiento adecuado conocido por los expertos en la técnica para tener un coeficiente de fricción extremadamente bajo).
Según la invención, el compresor de fluido 1 comprende, además, un primer y un segundo cojinete aerodinámico proporcionados sustancialmente a cada lado del árbol 6 del rotor, hacia el primer y segundo extremo axial 9 y 10, y mostrados esquemáticamente bajo las referencias 36 y 38.
Según la invención, y como se muestra en la Figura 3, el primer cojinete aerodinámico 36 está previsto aguas arriba de la turbina 12. Para este propósito, se prevé un tercer elemento de soporte 40 que tiene un cuerpo central 42 dispuesto de manera centrada con respecto al eje A del árbol 6 en el canal de suministro de fluido 14, aguas abajo del primer elemento de soporte 26. El primer cojinete aerodinámico 36 está alojado en el cuerpo central 42. El tercer elemento de soporte 40 está sujeto a las paredes interiores de dicho canal de suministro de fluido 14 por medio de tres ramales 44. Estos ramales 44 están espaciados entre sí para permitir que el fluido entre en el compresor. Estas ramificaciones 44 incluyen canales que permiten llevar aire al primer cojinete aerodinámico 36.
El segundo cojinete aerodinámico 38 se prevé cerca del segundo extremo axial 10 y puede disponerse para proporcionar soporte axial y radial. Según una variante no representada, es posible asociar el segundo elemento de soporte 30 a un sistema de electroimán que permite, a baja velocidad o en caso de cambio de velocidad, posicionar dicho segundo elemento de soporte 30 para soportar el segundo elemento esférico 22 para asegurar el posicionamiento central del árbol 6 con el fin de garantizar el juego funcional axial y radial al nivel del segundo cojinete aerodinámico 38. En los otros casos, el sistema de electroimán está dispuesto para alejar el segundo elemento de soporte 30 del segundo elemento esférico 22, y liberar dicho segundo elemento esférico 22, siendo entonces suficiente el cojinete aerodinámico 38 para garantizar el juego funcional axial y radial.
Los cojinetes aerodinámicos utilizados son conocidos por los expertos en la técnica y no requieren aquí una descripción detallada.
Con referencia a la Figura 5, se muestra una máquina 50 que comprende un chasis 52 que encierra al menos un elemento funcional 53 para realizar la función de la máquina, y una unidad de control 54. La máquina comprende un compresor de fluido 1, como se describió anteriormente, estando integrado dicho compresor de fluido 1 en la máquina, dentro del chasis 52. Para este propósito, el chasis 52 comprende una entrada de fluido dispuesta para alimentar el compresor de fluido 1 y llevar el fluido al nivel del canal de suministro de fluido 14. El chasis 52 también contiene un circuito de suministro 56 dispuesto para suministrar el fluido comprimido que sale del compresor de fluido 1 al elemento funcional 53.
El chasis 52 también contiene un depósito 58 de fluido comprimido, así como un multiplicador 59 de presión proporcionado entre el compresor 1 de fluido y el depósito 58 de fluido comprimido.
El chasis 52 contiene además una unidad de control 60 del compresor de fluido 1 dispuesta para activar el compresor de fluido 1. La unidad de control 54 está dispuesta para comunicarse con la unidad de control 60 con el fin de activar el compresor de fluido 1 solo cuando sea requerido por elemento funcional 53.
Preferiblemente, el compresor de fluido 1 está dispuesto en la máquina 50 colocando el eje A del árbol 6 del rotor 5 verticalmente. Esta posición vertical así como los cojinetes de la invención que comprenden un único elemento esférico centrado permiten mantener el peso del rotor 5 en el centro y minimizar los riesgos de desplazamiento del árbol 6. Se produce entonces un autocentrado del árbol 6, los cojinetes según la invención permiten la retención axial y radial. Además, el uso de cojinetes aerodinámicos en combinación con los cojinetes de la invención permite mantener un juego funcional radial y axial al arrancar o cambiar la velocidad del rotor 5.
El compresor de fluido según la invención permite alcanzar velocidades de giro muy elevadas, comprendidas entre 100.000 rev/min y 1.000.000 rev/min. Estas altísimas velocidades permiten prever un compresor de fluidos de menores dimensiones para la misma potencia, permitiendo su integración en el chasis de una máquina. Se elimina cualquier conexión de la máquina a un compresor perteneciente a una red central. Así, el circuito de suministro del fluido comprimido al elemento funcional es muy corto. Esto reduce, por un lado, los riesgos de fugas y, por otro lado, evita la contaminación que puede aparecer durante el transporte del fluido comprimido a través de una red central. Esto también permite un tiempo de reacción muy rápido del compresor, de modo que este último puede funcionar solo a petición del elemento funcional. Cuando el elemento funcional 53 no solicita fluido comprimido, el compresor de fluido 1 se detiene de modo que no hay consumo de energía durante este período de descanso, por lo que se reduce el consumo total de energía de la máquina. Además, el compresor según la invención funciona sin un agente lubricante, por lo que ningún lubricante corre el riesgo de contaminar el fluido comprimido.
El compresor según la invención se puede utilizar en muchas aplicaciones, tales como aplicaciones industriales, médicas, farmacéuticas, alimentarias, de automoción, para el suministro de aire comprimido.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Compresor de aire que comprende un bastidor (2) en el que están montados un estator (4), un rotor (5) que interactúa con dicho estator (4) para formar un motor síncrono, y que comprende un árbol (6), al menos una turbina (12) soportada por dicho árbol (6), un canal de suministro de aire (14) a la turbina (12), y un canal de salida de aire comprimido (16), estando montado el árbol (6) el rotor (5) en rotación sobre el bastidor (2) alrededor de un eje (A) por medio de un primer (7) y un segundo (8) cojinete, en el que dicho primer (7), respectivamente dicho segundo (8) cojinete comprende un primer (18), respectivamente un segundo (22) elemento esférico previsto en un primer (9), respectivamente un segundo (10) extremo del árbol y dispuesto de manera centrada con respecto al eje (A) del árbol (6) y un primer (20), respectivamente un segundo (24) alojamiento previsto en el bastidor (2) que tiene la forma de una tapa con un fondo curvo dispuesta de manera centrada con respecto al eje (A) del árbol (6) y dispuesta para soportar dicho primer (18), respectivamente dicho segundo (22) elemento esférico, caracterizado porque el radio de la tapa que forma el primer alojamiento (20) es mayor que el radio del primer elemento esférico (18), en donde dicho primer elemento esférico (18) está en contacto tangencial con el fondo curvado de dicho primer alojamiento (20) y el radio de la tapa que forma el segundo alojamiento (24) es mayor que el radio del segundo elemento esférico (22), dicho segundo elemento esférico (22) está en contacto tangencial con el fondo curvado de dicho segundo alojamiento (24), porque se prevén al menos dos cojinetes aerodinámicos (36, 38) sustancialmente a cada lado del árbol (6) del rotor (5), y porque se prevé un primer cojinete aerodinámico (36) aguas arriba de la turbina (12), siendo soportado dicho primer cojinete aerodinámico (36) por un tercer elemento de soporte (40) dispuesto centralmente con respecto al eje (A) del árbol (6) en el canal de suministro de aire (14), y sujetado a las paredes de dicho canal de suministro de aire (14) por medio de ramificaciones (44) entre las que puede circular el aire.
2. Compresor de aire de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer alojamiento (20) está previsto en el canal de suministro de aire (14).
3. Compresor de aire de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque dicho primer alojamiento (20) está previsto en un primer elemento de soporte (26) dispuesto centralmente con respecto al eje (A) del árbol (6) en el canal de suministro de aire (14), y sujeto a las paredes de dicho canal de suministro de aire (14) mediante ramificaciones (28) entre las que puede circular el aire.
4. Compresor de aire de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo alojamiento (24) está previsto en un segundo elemento de soporte (30) dispuesto en el bastidor (2) en el centro con respecto al eje (A) del árbol (6) y frente al primer elemento de soporte (26).
5. Compresor de aire de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el segundo elemento de soporte (30) está montado en forma deslizante en el bastidor (2) y está conectado a dicho bastidor (2) por medios elásticos (32) dispuestos para absorber las variaciones de juego entre el rotor (5) y el estator (4).
6. Compresor de aire de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el extremo del árbol (6) del rotor (5), en el lado opuesto al canal de suministro de aire (14), está previsto un segundo cojinete aerodinámico (38).
7. Compresor de aire de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos uno de los extremos primero (9) y segundo (10) del árbol (6) del rotor (5) comprende un tercer alojamiento (29, 34) que presenta la forma de una tapa dispuesta centralmente con respecto al eje (A) del árbol (6) y dispuesta para recibir dicho elemento esférico (18, 22) montado libremente en dicho tercer alojamiento (29, 34).
8. Compresor de aire de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el elemento esférico (18, 22) es solidario de al menos uno de los extremos primero (9) y segundo (10) del árbol (6) del rotor (5).
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018009030A1 (de) * 2018-11-16 2020-05-20 Zf Active Safety Gmbh Lageranordnung
DE102020121332A1 (de) * 2020-08-13 2022-02-17 Nidec Gpm Gmbh Axialgleitlageranordnung für ein Pumpenrad einer Radialpumpe sowie Radialpumpe aufweisend die Axialgleitlageranordnung

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1454041A (en) * 1919-08-21 1923-05-08 Stanley S Cramer Bearing
AT305775B (de) * 1970-09-25 1973-03-12 Standard Magnet Ag Spahärisches Gleitlager, insbesondere zur taumelnden Lagerung von Pumpenläufern
US4865529A (en) * 1987-12-03 1989-09-12 Rockwell International Corporation Rotor transient positioning assembly
AU1900888A (en) * 1987-12-03 1989-06-08 Rockwell International Corporation Pump hydrostatic bearing assembly
JPH0211918A (ja) * 1988-06-29 1990-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動圧型エア軸受装置
JPH04137295U (ja) * 1991-06-14 1992-12-21 株式会社イワキ マグネツトポンプ
DE4321260C1 (de) * 1993-06-25 1995-03-09 Westphal Dieter Dipl Ing Dipl Blutpumpe als Zentrifugalpumpe
US5835309A (en) * 1995-05-22 1998-11-10 International Business Machines Corporation Pivot bearing
JPH10184302A (ja) * 1996-11-11 1998-07-14 Daikin Ind Ltd 流体機械
DE102004008158A1 (de) * 2004-02-12 2005-09-22 Laing, Oliver Sphärisches Lager, Elektromotor und Umwälzpumpe
KR100944422B1 (ko) * 2008-06-05 2010-02-25 한국기계연구원 윤활성 향상을 위한 스러스트 베어링이 설치된 인라인형엘피지 연료펌프
CN201377516Y (zh) * 2009-01-05 2010-01-06 圣格兰(嘉兴)光机电技术有限公司 一种三点接触式球轴承
CN101782112A (zh) * 2009-01-16 2010-07-21 上海天创纯滚动轴承有限公司 纯滚动轴承
DE102010005409A1 (de) * 2010-01-22 2011-07-28 Minebea Co., Ltd. Elektrische Maschine
CN201953830U (zh) * 2010-12-30 2011-08-31 襄阳汽车轴承股份有限公司 椭圆沟道接触式离合器分离轴承
DE102012013048A1 (de) * 2012-06-29 2013-01-17 Daimler Ag Strömungsmaschine für einen Energiewandler sowie Brennstoffzelleneinrichtung mit einer solchen Strömungsmaschine
JP2014059030A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Jtekt Corp 転がり軸受
EP2792884A1 (en) * 2013-04-19 2014-10-22 Sulzer Pumpen AG A centrifugal pump with four-point contact ball bearing
CN203404098U (zh) * 2013-07-05 2014-01-22 江苏丽天石化码头有限公司 逆循环型屏蔽泵的连接结构

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