ES2909572T3 - Paso de suministro de lubricante para compresores - Google Patents

Abstract

Máquina de fluidos (20) que comprende: una carcasa (36); un primer rotor (22) fijado a un primer árbol (34), pudiendo girar el primer rotor y el primer árbol alrededor de un primer eje, en la que el primer árbol es se apoya de manera giratoria en la carcasa; un segundo rotor (24) se apoya en un segundo árbol (50), pudiendo girar el segundo rotor alrededor de un segundo eje, en la que el segundo rotor está configurado para girar alrededor del segundo árbol y en la que el segundo árbol se apoya en la carcasa y se fija con respecto a ella; un colector (61) que contiene un volumen de lubricante en su interior; un primer paso de lubricante para suministrar lubricante del colector a una interfaz dinámica asociada con el primer rotor; y un segundo paso de lubricante para suministrar lubricante del colector a una interfaz dinámica asociada con el segundo rotor; en la que una presión diferencial creada dentro la máquina de fluidos suministra el lubricante del colector al primer paso de lubricante y al segundo paso de lubricante simultáneamente.

Description

DESCRIPCIÓN

Paso de suministro de lubricante para compresores

Antecedentes

La materia objeto que se describe en este documento se refiere en general a máquinas de fluidos y, más en concreto, a máquinas de fluidos tales como compresores.

Se ha constatado que los refrigerantes de uso común, tales como los R-410A en un ejemplo no limitativo, tienen un potencial de calentamiento global (GWP) inaceptable, de modo que se dejarán de utilizar para muchas aplicaciones de HVAC&R. Los refrigerantes no inflamables de bajo GWP están reemplazando a los refrigerantes existentes en muchas aplicaciones, aunque tienen una densidad más baja y no poseen la misma capacidad de enfriamiento que los refrigerantes existentes. Los refrigerantes de reemplazo requieren un compresor capaz de proporcionar un desplazamiento significativamente mayor, tal como un compresor de tornillo.

El compresor de tornillo existente normalmente utilizaba rodillos, bolas u otros cojinetes de rodillos para colocar con precisión los rotores y minimizar la fricción durante el funcionamiento a alta velocidad. Sin embargo, para aplicaciones típicas de HVAC&R, los compresores de tornillo existentes con cojinetes de rodillos dan lugar a una máquina de fluidos inaceptablemente grande y costosa.

Los documentos US 3922114 A, US 3811805 A, US 2013/058822 A1, US 2016/097572 A1, US 4211522 A y US 5662 463 A dan a conocer máquinas de fluidos conocidas.

Por lo tanto, existe la necesidad en la técnica de una máquina de fluidos rentable y de tamaño apropiado que minimice la fricción al tiempo que permita una colocación y una alineación precisas de los rotores.

En un primer aspecto, se proporciona máquina de fluidos que incluye una carcasa; un primer rotor fijado a un primer árbol, pudiendo girar el primer rotor y el primer árbol alrededor de un primer eje, en la que el primer árbol se apoya de manera giratoria en la carcasa; un segundo rotor se apoya en el segundo árbol, pudiendo girar el segundo rotor alrededor de un segundo eje, en la que el segundo rotor está configurado para girar alrededor del segundo árbol y en la que el segundo árbol se apoya en la carcasa y se fija con respecto a ella; un colector que contiene un volumen de lubricante en su interior, un primer paso de lubricante para suministrar lubricante del colector a una interfaz dinámica asociada con el primer rotor, y un segundo paso de lubricante para suministrar lubricante del colector a una interfaz dinámica asociada con el segundo rotor. Una presión diferencial creada dentro la máquina de fluidos suministra el lubricante del colector al primer paso de lubricante y al segundo paso de lubricante simultáneamente.

Opcionalmente, durante el funcionamiento de la máquina de fluidos, la presión diferencial se forma entre una alta presión adyacente a al menos un extremo de la carcasa y una baja presión en un lugar central del primer rotor y el segundo rotor.

Opcionalmente, el primer rotor y el primer árbol se montan de manera giratoria en la carcasa sin cojinetes de rodillos.

Opcionalmente, en el que al menos una superficie de la carcasa y el primer árbol definen la interfaz dinámica asociada con el primer rotor.

Opcionalmente, la al menos una superficie de la carcasa dispuesta en contacto directo con el primer árbol funciona como un cojinete.

Opcionalmente, la al menos una superficie de la carcasa dispuesta en contacto directo con el primer árbol incluye una primera superficie dispuesta en contacto directo con una parte del primer árbol adyacente a un primer extremo, y una segunda superficie dispuesta en contacto directo con una parte del primer árbol adyacente a un segundo extremo.

Opcionalmente, el primer paso de lubricante incluye una primera parte para el suministro de lubricante a la primera superficie y una segunda parte, distinta de la primera parte, para el suministro de lubricante a la segunda superficie.

Opcionalmente, el primer paso de lubricante comprende, además: una cavidad formada en una parte de la carcasa adyacente al primer árbol, un paso que se extiende axialmente a través de al menos una parte del primer árbol, al menos un orificio radial que acopla la cavidad y el paso, y una ranura que se extiende desde la cavidad hasta un interior de un bolsillo de compresión formado entre el primer rotor y el segundo rotor y la carcasa.

Opcionalmente, el primer paso de lubricante comprende, además: un orificio escariado formado en la interfaz entre la carcasa y el bolsillo de compresión.

Opcionalmente, el primer paso de lubricante comprende: una ranura que se extiende desde el colector hasta un interior de un (del) bolsillo de compresión formado entre el primer rotor y el segundo rotor y la carcasa.

Opcionalmente, el segundo rotor comprende una parte de trabajo que puede girar con respecto al segundo árbol. El segundo árbol y la parte de trabajo definen la interfaz dinámica asociada con el segundo rotor.

Opcionalmente, el segundo paso de lubricante comprende, además: un primer paso que se extiende axialmente a través de al menos una parte del segundo árbol, un segundo paso formado en una periferia exterior del segundo árbol y al menos un orificio radial que acopla el primer paso y el segundo paso.

Opcionalmente, el segundo paso se extiende axialmente de manera que un primer extremo del segundo paso se acopla de manera fluida a una primera parte de la carcasa y un segundo extremo opuesto del segundo paso se acopla de manera fluida a una segunda parte de la carcasa.

Opcionalmente, se forma un orificio escariado en la carcasa donde al menos uno del primer paso de lubricante y el segundo paso de lubricante entra en un bolsillo de compresión formado entre el primer rotor y el segundo rotor.

Opcionalmente, la máquina de fluidos comprende un rebaje formado en la carcasa en comunicación fluida con el orificio escariado, estando dispuesto el rebaje en ángulo hacia una interfaz entre el primer rotor y el segundo rotor.

Opcionalmente, al menos uno de un ángulo, una longitud, una anchura y una profundidad del rebaje está optimizado para controlar un flujo de lubricante hacia el bolsillo de compresión.

En un segundo aspecto, se proporciona un método para lubricar una o más interfaces dinámicas de una máquina de fluidos, comprendiendo la máquina de fluidos una carcasa. El método incluye suministrar lubricante desde un colector a una interfaz dinámica asociada con un primer rotor fijado a un primer árbol de la máquina de fluidos a través de un primer paso de lubricante, en el que el primer rotor y el primer árbol pueden girar alrededor de un primer eje, y en el que el primer árbol se apoya de manera giratoria en la carcasa; y suministrar lubricante desde un colector a una interfaz dinámica asociada con un segundo rotor que se apoya en un segundo árbol de la máquina de fluidos a través de un segundo paso de lubricante, en el que el segundo el rotor puede girar alrededor de un segundo eje, en el que el segundo rotor está configurado para girar alrededor del segundo árbol y en el que el segundo árbol se apoya en la carcasa y se fija con respecto a ella. El segundo paso de lubricante es distinto del primer paso de lubricante. El suministro de lubricante a la interfaz dinámica asociada con el primer rotor y la interfaz dinámica asociada con el segundo rotor se produce de manera automática y simultánea en respuesta a una presión diferencial creada dentro de la máquina de fluidos durante el funcionamiento de la máquina de fluidos.

Opcionalmente, el suministro de lubricante desde el colector a la interfaz dinámica asociada con el primer rotor y el suministro de lubricante desde el colector a la interfaz dinámica asociada con el segundo rotor se produce sin una bomba o una válvula de control.

Opcionalmente, el suministro de lubricante desde el colector a la interfaz dinámica asociada con el primer rotor comprende, además: suministrar lubricante a través de un primer paso a una primera superficie de cojinete, extendiéndose el primer paso a través de una abertura formada en el primer árbol del primer rotor, y suministrar lubricante a través de un segundo paso a una segunda superficie de cojinete.

Opcionalmente, suministrar lubricante desde la interfaz dinámica asociada con el primer rotor y la interfaz dinámica asociada con el segundo rotor a un bolsillo de compresión formado entre el primer rotor y el segundo rotor.

Breve descripción de los dibujos

La materia objeto, que es considerada como la invención, se señala de manera particular y se reivindica claramente en las reivindicaciones al final de la memoria descriptiva. Lo anterior y otras características y ventajas de la invención son evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, que describe realizaciones de la invención solo a modo de ejemplo, en relación con los dibujos adjuntos en los que:

La figura 1 es una vista en sección transversal de una máquina de fluidos;

La figura 2 es una vista en perspectiva de una parte de trabajo de una máquina de fluidos;

La figura 3 es una vista en sección transversal de una máquina de fluidos que incluye un paso de suministro de lubricante;

La figura 4 es una vista en sección transversal de una parte de trabajo de una máquina de fluidos;

La figura 5 es una vista en sección transversal en perspectiva de una carcasa de una máquina de fluidos; La figura 6 es una vista en perspectiva de un segundo árbol de una máquina de fluidos; y

La figura 7 es una vista frontal de una superficie de un alojamiento de cojinete orientado hacia un bolsillo de compresión de la máquina de fluidos.

La descripción detallada explica realizaciones de la invención, junto con ventajas y características, solo a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos.

Descripción detallada

Con referencia ahora a las figuras 1 y 2, se ilustra una máquina de fluidos 20. En la realización no limitativa ilustrada, la máquina de fluidos 20 es un compresor de tornillo opuesto. Sin embargo, otras realizaciones adecuadas de una máquina de fluidos, tal como, por ejemplo, una bomba, un motor de fluidos o un motor, también están dentro del ámbito de aplicación de la invención. La máquina de fluidos 20 incluye un primer rotor 22 engranado con un segundo rotor 24. En una realización, el primer rotor 22 es un rotor macho que tiene una parte de trabajo 26 con lóbulos macho y el segundo rotor 24 es un rotor hembra que incluye una parte 28 con lóbulos hembra. Por otro lado, el primer rotor 22 puede ser un rotor hembra y el segundo rotor 24 puede ser un rotor macho. La parte de trabajo 26 del primer rotor 22 incluye al menos un primer lóbulo helicoidal 30 y al menos un segundo lóbulo helicoidal 32. En la realización no limitativa ilustrada, el primer rotor 22 incluye dos partes separadas que definen los primeros lóbulos helicoidales 30 y los segundos lóbulos helicoidales 32. En otra realización, el primer rotor 22, incluidos los lóbulos helicoidales primero y segundo 30, 32, puede formarse como una sola pieza integral.

La máquina de fluidos 20 incluye un primer árbol 34 fijado para girar con el primer rotor 22. La máquina de fluidos 20 incluye además una carcasa 36 que se apoya de manera giratoria en el primer árbol 34 y que encierra al menos parcialmente el primer rotor 22 y el segundo rotor 24. Un primer extremo 38 y un segundo extremo 40 de la carcasa 36 están configurados para apoyarse de manera giratoria en el primer árbol 34. En la realización no limitativa ilustrada, el primer extremo inferior 38 de la carcasa 36 está formado por un alojamiento de cojinete inferior 42 y el segundo extremo superior 40 de la carcasa 36 está formado por un alojamiento de cojinete superior distinto 44. Una carcasa de rotor 46 puede extenderse entre los alojamientos de cojinete superior e inferior 42, 44 y acoplarlos. Sin embargo, también se contemplan aquí realizaciones en las que el alojamiento de cojinete inferior 42 y/o el alojamiento de cojinete superior 44 están formados íntegramente con la carcasa de rotor 46.

El primer árbol 34 de las realizaciones ilustradas está acoplado directamente a un motor eléctrico 48 que sirve para accionar la rotación del primer árbol 34 alrededor de un eje X. En este documento se contempla cualquier tipo adecuado de motor eléctrico 48, incluidos, entre otros, por ejemplo, un motor de inducción, un motor de imán permanente (PM) y un motor de reluctancia conmutada. En una realización, el primer rotor 22 se fija al primer árbol 34 mediante una pieza de sujeción, un acoplamiento, una formación integral, un ajuste con apriete y/o cualquier estructura o método adicional conocido por un experto en la materia (no mostrado), de manera que el primer rotor 22 y el primer árbol 34 giren alrededor del eje X al unísono.

La máquina de fluidos 20 incluye además un segundo árbol 50 que sirve para que se apoye de manera giratoria el segundo rotor 24. El segundo rotor 24 incluye un orificio 52 que se extiende axialmente dentro del cual es recibido el segundo árbol 50. En una realización, el segundo árbol 50 es estacionario o fijo con respecto a la carcasa 36 y el segundo rotor 24 está configurado para girar alrededor del segundo árbol 50. Sin embargo, también se contemplan aquí realizaciones en las que el segundo árbol 50 también puede girar con respecto a la carcasa 36.

Con especial referencia a la figura 2, el primer rotor 22 se muestra incluyendo cuatro primeros lóbulos helicoidales 30 y al menos cuatro segundos lóbulos helicoidales 32. La realización no limitativa ilustrada, pretende ser solo un ejemplo y una persona con conocimientos normales en la materia debe entender que cualquier número adecuado de primeros lóbulos helicoidales 30 y segundos lóbulos helicoidales 32 está dentro del ámbito de aplicación de la invención. Tal como se muestra, los primeros lóbulos helicoidales 30 y los segundos lóbulos helicoidales 32 tienen configuraciones helicoidales opuestas. En la realización no limitativa ilustrada, los primeros lóbulos helicoidales 30 están a la izquierda y los segundos lóbulos helicoidales 32 están a la derecha. Alternativamente, los primeros lóbulos helicoidales 30 pueden estar a la derecha y los segundos lóbulos helicoidales 32 pueden estar a la izquierda.

Al incluir lóbulos 30, 32 con configuraciones helicoidales opuestas, se crean flujos axiales opuestos entre los lóbulos helicoidales primeros y segundos 30, 32. Debido a la simetría de los flujos axiales, las fuerzas de empuje resultantes de los lóbulos helicoidales 30, 32 son generalmente iguales y opuestas, de modo que las fuerzas de empuje se cancelan sustancialmente entre sí. Como resultado de ello, esta configuración de los lóbulos helicoidales opuestos 30, 32 proporciona una ventaja de diseño ya que se puede reducir o eliminar la necesidad de cojinetes de empuje en la máquina de fluidos.

El segundo rotor 24 tiene una primera parte 54 configurada para engranar con los primeros lóbulos helicoidales 30 y una segunda parte 56 configurada para engranar con los segundos lóbulos helicoidales 32. Para lograr un acoplamiento por engrane adecuado entre el primer rotor 22 y el segundo rotor 24, cada parte 54, 56 del segundo rotor 24 incluye uno o más lóbulos 58 con una configuración opuesta a los lóbulos helicoidales correspondientes 30, 32 del primer rotor 22. En la realización no limitativa ilustrada, la primera parte 54 del segundo rotor 24 tiene al menos un lóbulo derecho 58a, y la segunda parte 56 del segundo rotor 24 incluye al menos un lóbulo izquierdo 58b.

En una realización, la primera parte 54 del segundo rotor 24 está configurada para girar independientemente de la segunda parte 56 del segundo rotor 24. Sin embargo, aquí también se contemplan realizaciones en las que las partes primera y segunda 54, 56 se acoplan de manera giratoria. Cada parte 54, 56 del segundo rotor 24 puede incluir cualquier número de lóbulos 58. En una realización, el número total de lóbulos 58 formados en cada parte 54, 56 del segundo rotor 24 es generalmente mayor que en la parte correspondiente del primer rotor 24. Por ejemplo, si el primer rotor 22 incluye cuatro primeros lóbulos helicoidales 30, la primera parte 54 del segundo rotor 24 configurada para engranar con los primeros lóbulos helicoidales 30 puede incluir cinco lóbulos helicoidales 58a. Sin embargo, las realizaciones en las que el número total de lóbulos 58 en una parte 54, 56 del segundo rotor 24 es igual a un grupo correspondiente de lóbulos helicoidales (es decir, los primeros lóbulos helicoidales 30 o los segundos lóbulos helicoidales 32) del primer rotor 22 están también dentro del ámbito de aplicación de la invención.

Volviendo a la figura 1, durante el funcionamiento de la máquina de fluidos 20 de una realización, un gas u otro fluido, tal como, por ejemplo, un refrigerante de bajo GWP, es arrastrado a un lugar central mediante un proceso de succión generado por la máquina de fluidos 20. La rotación del primer rotor 22 y el segundo rotor 24 comprime el refrigerante y fuerza el refrigerante hacia los extremos exteriores 38, 40 de la carcasa 36 debido a la estructura y función de los rotores helicoidales opuestos 22, 24. El refrigerante comprimido es dirigido por un paso de gas interno dentro de la carcasa 36 y descargado a través del extremo superior 40 de la carcasa 36. El refrigerante descargado pasa a través del motor eléctrico 48 y sale por la salida de descarga 59.

Con referencia ahora a las figuras 3-7, la máquina de fluidos 20 incluye uno o más pasos de suministro de lubricante para proporcionar un lubricante desde un colector 61 a las interfaces dinámicas de la máquina 20. En una realización, el colector 61 que contiene un volumen de lubricante, tal como, por ejemplo, aceite, está ubicado adyacente y en comunicación con el alojamiento de cojinete inferior 42. Un primer paso de árbol 60 se extiende axialmente a través de al menos una parte del primer árbol 34. En la realización no limitativa ilustrada, el primer paso de árbol 60 se extiende desde cerca del extremo inferior 38 de la carcasa 36 hasta cerca del extremo superior 40 de la carcasa 36.

Como se muestra mejor en las figuras 4 y 5, en una realización, una cavidad 68 formada en el alojamiento de cojinete superior 64 está configurada para rodear una periferia de una parte del primer árbol 34. Al menos un orificio radial 70 se extiende entre el primer paso de árbol 60 hasta la superficie exterior del árbol 34 para suministrar lubricante a la cavidad 68. En la realización no limitativa ilustrada, dos orificios radiales 70 se extienden en direcciones opuestas entre sí desde el primer paso de árbol 60 hasta la superficie exterior del árbol 34. Además, una o más superficies del orificio formadas en la parte de cojinete superior 44 y configuradas para ponerse en contacto con el primer árbol 34 pueden funcionar como un cojinete. Por ejemplo, con referencia a la figura 5, una primera superficie 72 dispuesta junto a un primer lado de la cavidad 68 puede funcionar como un cojinete principal y una segunda superficie 74, dispuesta junto a un segundo lado opuesto de la cavidad 68, puede funcionar como un cojinete auxiliar. Igualmente, el orificio formado en una parte de cojinete inferior 62 para recibir una parte del primer árbol 34 incluye una superficie 76 que puede funcionar como cojinete.

En una realización, una ranura 80 se extiende por la longitud axial de la superficie 72. Esta ranura 80 está dispuesta en comunicación fluida con la cavidad 68 y está configurada para distribuir lubricante de la cavidad 68 por la longitud axial de la primera superficie 72. Por otro lado, o, además, una ranura 84 se extiende por la longitud axial de la superficie 76. La ranura 84 está configurada para distribuir lubricante desde el colector 61 dispuesto junto a la carcasa de cojinete inferior 42.

Un segundo paso de árbol 86 se extiende axialmente a través de la carcasa de cojinete inferior 42 y al menos una parte del segundo árbol 50. En la realización no limitativa ilustrada, el segundo paso de árbol 86 se extiende aproximadamente por la mitad de la longitud axial del segundo árbol 50. Sin embargo, aquí se contempla un paso de árbol 86 de cualquier longitud. Con referencia ahora a la figura 6, se forma un paso 88 que se extiende axialmente por una periferia exterior del segundo árbol 50 y al menos un orificio radial 90 acopla de manera fluida el paso de árbol 86 y el paso axial 88. En una realización, el orificio radial está dispuesto generalmente en el centro con respecto al paso axial de manera que una parte del lubricante se distribuye en dos direcciones con respecto al orificio radial 90. Sin embargo, también se contemplan aquí realizaciones en las que el orificio radial 90 está dispuesto junto a un extremo del paso 88 o en otro lugar. El paso axial 88 está configurado para distribuir lubricante en la interfaz formada entre el segundo árbol 50 y el orificio 52 formado en el segundo rotor 24. En una realización, el paso axial 88 se extiende entre los alojamientos de cojinete superior e inferior 44, 42.

Durante el funcionamiento de la máquina de fluidos 20, la descarga de presión relativamente alta en los extremos exteriores 38, 40 de la carcasa 36, y la succión de presión relativamente baja en un lugar central del primer rotor 22 y el segundo rotor 24, impulsan o extraen lubricante del colector 61 a través de los pasos de suministro de lubricante asociados con los rotores primero y segundo 22, 24. Más en concreto, el lubricante fluirá desde el colector 61 a través del primer paso de árbol 60, a la ranura axial 84 formada en la superficie 76 del alojamiento de cojinete inferior 42, y a través del segundo paso de árbol 86 simultáneamente. Los pasos de suministro de lubricante están destinados a lubricar las superficies 72, 74 y 76 de los alojamientos de cojinete superior e inferior 42, 44 que funcionan como cojinetes para el primer árbol 34, y la interfaz entre el segundo árbol 50 y el segundo rotor 24 para reducir la fricción entre ellos.

Se puede formar un orificio escariado 78, 82, 92, 94 en las superficies del alojamiento de cojinete inferior 42 y del alojamiento de cojinete superior 44 que están orientadas respectivamente hacia los rotores primero y segundo 22, 24. El orificio escariado 78 puede disponerse en comunicación fluida con la ranura 80. El orificio escariado 82 puede disponerse en comunicación fluida con la ranura 84. Como resultado de ello, el lubricante fluirá a cada uno de los orificios escariados 78, 82 después de lubricar las respectivas superficies 72, 74 y 76. Además, el orificio escariado 92, 94 puede disponerse en comunicación fluida con el paso axial 88. Como resultado, el lubricante fluirá a los orificios escariados 92, 94 después de lubricar la interfaz entre el segundo árbol 50 y el segundo rotor 24. En una realización, un rebaje 96 puede extenderse desde uno o más de los orificios escariados 78, 82, 92, 94 en ángulo hacia la interfaz entre el primer rotor 22 y el segundo rotor 24. Aunque la máquina de fluido ilustrada y descrita en este documento incluye un rebaje formado en cada uno de los orificios escariados, las realizaciones en las que ninguno o solo algunos de los orificios escariados incluyen un rebaje también están dentro del ámbito de aplicación de la invención.

La configuración de cada rebaje 96, tal como, por ejemplo, el ángulo, la longitud, la anchura y la profundidad, puede optimizarse para controlar la cantidad de flujo de lubricante al bolsillo de compresión. En una realización, el rebaje 96 tiene un contorno lineal y está alineado con la interfaz entre los lóbulos 30, 32 del primer rotor 22 y los lóbulos correspondientes 58a, 58b del segundo rotor 24. En consecuencia, tal como se muestra en la figura 6, el ángulo del rebaje 96 con respecto al eje que se extiende a través del origen tanto del primer como del segundo árbol 34, 50 está comprendido entre 0 grados y 60 grados.

Al colocar el rebaje 96 alineado con el acoplamiento por engrane de los rotores 22, 24, el rebaje se comunica tanto con las áreas de alta como de baja presión adyacentes al primer rotor 22 y al segundo rotor 24. Como resultado de ello, puede fluir lubricante desde el rebaje 96 por el bolsillo de compresión formado entre el primer y el segundo rotor 22, 24. En una realización, la longitud del rebaje 96, medida radialmente desde el origen del orificio para recibir un árbol correspondiente 34 o 50, es mayor que el radio de la raíz del rotor 22 o 24. Además, la longitud del rebaje 96 puede ser mayor que el radio de la raíz, aunque menor que el radio de la punta del rotor 22 o 24 asociado. En una realización, una anchura del rebaje 96, medida perpendicularmente a la longitud, está comprendida entre 1 mm y 10 mm, y una profundidad del rebaje 96 que se extiende en el alojamiento de cojinete inferior o superior 42, 44 está comprendida entre 1 y 5 veces la longitud axial de la holgura entre el rotor 22 o 24 y la superficie adyacente de la carcasa de cojinete inferior o superior 42, 44. Debe entenderse que en realizaciones que incluyen una pluralidad de rebajes, la configuración de los rebajes puede ser la misma o, alternativamente, puede ser diferente.

La máquina de fluidos 20 ilustrada y descrita aquí proporciona una configuración simple y de bajo coste para un sistema de suministro de lubricante. Debido a que la presión de la máquina 20 se usa para arrastrar el fluido a las interfaces respectivas, no se requieren dispositivos costosos, tales como, por ejemplo, una bomba o una válvula de control. Además, debido a que el lubricante es impulsado por la presión diferencial creada durante el funcionamiento de la máquina 20, se proporciona un suministro estable de lubricante en una amplia gama de velocidades de árbol.

Aunque la invención se ha descrito en detalle en relación con solo un número limitado de realizaciones, debe entenderse sin dificultad que la invención no se limita a las realizaciones descritas. Más bien, la invención puede modificarse para incorporar cualquier número de variaciones, alteraciones, sustituciones o disposiciones equivalentes no descritas hasta ahora, pero que están en consonancia con el ámbito de aplicación de las reivindicaciones adjuntas. En consecuencia, la invención no debe verse limitada por la descripción anterior, sino solo por el ámbito de aplicación de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Máquina de fluidos (20) que comprende:

una carcasa (36);

un primer rotor (22) fijado a un primer árbol (34), pudiendo girar el primer rotor y el primer árbol alrededor de un primer eje, en la que el primer árbol es se apoya de manera giratoria en la carcasa;

un segundo rotor (24) se apoya en un segundo árbol (50), pudiendo girar el segundo rotor alrededor de un segundo eje, en la que el segundo rotor está configurado para girar alrededor del segundo árbol y en la que el segundo árbol se apoya en la carcasa y se fija con respecto a ella;

un colector (61) que contiene un volumen de lubricante en su interior;

un primer paso de lubricante para suministrar lubricante del colector a una interfaz dinámica asociada con el primer rotor; y

un segundo paso de lubricante para suministrar lubricante del colector a una interfaz dinámica asociada con el segundo rotor;

en la que una presión diferencial creada dentro la máquina de fluidos suministra el lubricante del colector al primer paso de lubricante y al segundo paso de lubricante simultáneamente.

2. Máquina de fluidos según la reivindicación 1, en la que durante el funcionamiento de la máquina de fluidos (20), la presión diferencial se forma entre una alta presión adyacente a al menos un extremo (38, 40) de la carcasa (36) y una baja presión en un lugar central del primer rotor (22) y el segundo rotor (24).

3. Máquina de fluidos según la reivindicación 1 o 2, en la que el primer el rotor (22) y el primer árbol (34) se montan de manera giratoria en la carcasa (36) sin cojinetes de rodillos.

4. Máquina de fluidos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos una superficie (72, 74, 76) de la carcasa (36) y el primer árbol (34) definen la interfaz dinámica asociada con el primer rotor (22).

5. Máquina de fluidos según la reivindicación 4, en la que al menos una superficie (72, 74, 76) de la carcasa (36) dispuesta en contacto directo con el primer árbol (34) funciona como un cojinete.

6. Máquina de fluidos según la reivindicación 5, en la que al menos una superficie de la carcasa (36) dispuesta en contacto directo con el primer árbol (34) incluye una primera superficie (72) dispuesta en contacto directo con una parte del primer árbol (34) adyacente a un primer extremo (38), y una segunda superficie (74) dispuesta en contacto directo con una parte del primer árbol (34) adyacente a un segundo extremo (40).

7. Máquina de fluidos según la reivindicación 6, en la que el primer paso de lubricante incluye una primera parte para el suministro de lubricante a la primera superficie (72) y una segunda parte, distinta de la primera parte, para el suministro de lubricante a la segunda superficie (74).

8. Máquina de fluidos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el primer paso de lubricante comprende, además:

una cavidad (68) formada en una parte de la carcasa (36) adyacente al primer árbol (34);

un paso (60) que se extiende axialmente a través de al menos una parte del primer árbol (34);

al menos un orificio radial (70) que acopla la cavidad (68) y el paso (60); y

una ranura (80) que se extiende desde la cavidad (68) hasta un interior de un bolsillo de compresión formado entre el primer rotor (22) y el segundo rotor (24) y la carcasa (36).

9. Máquina de fluidos según la reivindicación 8, en la que el primer paso de lubricante comprende, además:

un orificio escariado (78, 82) formado en la interfaz entre la carcasa (36) y el bolsillo de compresión.

10. Máquina de fluidos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el primer paso de lubricante comprende:

una ranura que se extiende desde el colector hasta un interior de un (del) bolsillo de compresión formado entre el primer rotor (22) y el segundo rotor (24) y la carcasa (36).

11. Máquina de fluidos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el segundo rotor (24) comprende:

una parte de trabajo giratoria con respecto al segundo árbol (50), en la que el segundo árbol (50) y la parte de trabajo definen la interfaz dinámica asociada con el segundo rotor (24).

12. Máquina de fluidos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el segundo paso de lubricante comprende, además:

un primer paso (86) que se extiende axialmente a través de al menos una parte del segundo árbol (50); un segundo paso (88) formado en una periferia exterior del segundo árbol (50); y

al menos un orificio radial (90) que acopla el primero el paso (86) y el segundo paso (88); opcionalmente en la que el segundo paso (88) se extiende axialmente de manera que un primer extremo del segundo paso (88) se acopla de manera fluida a una primera parte de la carcasa (36) y un segundo extremo opuesto del segundo paso (88) se acopla de manera fluida a una segunda parte de la carcasa (36).

13. Máquina de fluidos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que se forma un (el) orificio escariado (78, 82, 92, 94) en la carcasa (36) donde al menos uno del primer paso de lubricante y el segundo paso de lubricante entra en un (el) bolsillo de compresión formado entre el primer rotor (22) y el segundo rotor (34);

opcionalmente en la que la máquina de fluidos comprende además un rebaje (96) formado en la carcasa (36) en comunicación fluida con el orificio escariado (78, 82, 92, 94), estando dispuesto el rebaje (96) en un ángulo hacia una interfaz entre el primer rotor (22) y el segundo rotor (24);

opcionalmente, además, en la que al menos uno de un ángulo, una longitud, una anchura y una profundidad del rebaje (96) está optimizado para controlar un flujo de lubricante hacia el bolsillo de compresión.

14. Método para lubricar una o más interfaces dinámicas de una máquina de fluidos (20), comprendiendo la máquina de fluidos (20) una carcasa (36), comprendiendo el método:

suministrar lubricante desde un colector (61) a una interfaz dinámica asociada con un primer rotor (22) fijado a un primer árbol (34) de la máquina de fluidos a través de un primer paso de lubricante, en el que el primer rotor (22) y el primer árbol (34) pueden girar alrededor de un primer eje, y en el que el primer árbol (22) se apoya de manera giratoria en la carcasa (36); y

suministrar lubricante desde un colector (61) a una interfaz dinámica asociada con un segundo rotor (24) que se apoya en un segundo árbol (50) de la máquina de fluidos (20) a través de un segundo paso de lubricante, siendo el segundo paso de lubricante distinto del primer paso de lubricante, en el que el segundo el rotor (24) puede girar alrededor de un segundo eje, en el que el segundo rotor (24) está configurado para girar alrededor del segundo árbol (50) y en el que el segundo árbol se apoya en la carcasa (36) y se fija con respecto a ella; en el que el suministro de lubricante a la interfaz dinámica asociada con el primer rotor (22) y la interfaz dinámica asociada con el segundo rotor (24) se produce de manera automática y simultánea en respuesta a una presión diferencial creada dentro de la máquina de fluidos (20) durante el funcionamiento de la máquina de fluidos.

15. Método según la reivindicación 14, en el que el suministro de lubricante desde el colector (61) a la interfaz dinámica asociada con el primer rotor (22) y el suministro de lubricante desde el colector (61) a la interfaz dinámica asociada con el segundo rotor (24) se produce sin una bomba o una válvula de control; y/o

en el que el suministro de lubricante desde el colector (61) a la interfaz dinámica asociada con el primer rotor (22) comprende, además:

suministrar lubricante a través de un primer paso a una primera superficie de apoyo, extendiéndose el primer paso a través de una abertura formada en el primer árbol (34) del primer rotor (22); y

suministrar lubricante a través de un segundo paso a una segunda superficie de apoyo; y/o

en el que el método comprende además suministrar lubricante desde la interfaz dinámica asociada con el primer rotor (22) y la interfaz dinámica asociada con el segundo rotor (24) a un bolsillo de compresión formado entre el primer rotor (22) y el segundo rotor (24).