MXPA06009613A - Mejoras en maquinas esfericas de fluido - Google Patents
Mejoras en maquinas esfericas de fluidoInfo
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Abstract
Una máquina para fluido giratorio tal como una bomba o motor tiene un alojamiento con interior esférico en el cual giran las paletas primaria y secundaria, alternándose la paleta secundaria entre las posiciones abierta y cerrada con respecto a la paleta primaria. Las mejoras de este tipo de las máquinas de fluido se definen para mejorar la rigidez de las partes internas mientras se retira el calor generado por la compresión asícomo se proporciona la fácil conversión de la máquina a partir de una bomba de líquido a un compresor de gas para proporc8ionar múltiples corrientes de fluido a múltiples velocidades de flujoen una sola máquina, múltiples corriente de fluido a múltiples tasa de compresión en una sola máquina y una función dual simultánea como un motor y un compresor.
Description
MEJORAS EN MAQUINAS ESFÉRICAS DE FLUIDO CAMPO TÉCNICO La invención se refiere en general a máquinas o dispositivos de flujo de fluido tales como motores, bombas o compresores y, más particularmente, a la construcción y control de tales máquinas utilizando paletas instaladas de manera giratoria. ANTECEDENTES Se han conocido motores, bombas y compresores giratorios durante muchos años. Generalmente, estos dispositivos consisten de un alojamiento o caja dentro de la cual giran una o más paletas. Esto contrasta con aquellos dispositivos que utilizan un pistón de movimiento lineal alternante. En el caso de bombas o compresores giratorios, las paletas giran por medio de un eje para presurizar u ocasionar que el fluido circule a través del dispositivo. En el caso de un motor rotatorio, ocurre lo opuesto. El fluido se introduce en el dispositivo bajo presión para desplazar las paletas, que a su vez giran y dan energía a un eje motor al cual se encuentran acopladas las paletas. La Patente de E.U. No. 5,199,864 para Stec lein describe una bomba de fluido giratorio que emplea paletas que giran dentro de un alojamiento esférico e incluye un anillo de soporte interior que guía un movimiento particular de las paletas de manera que se abren y se cierran para extraer y ya - -
sea bombear o comprimir fluidos. Esta patente también describe una modalidad (la "segunda modalidad") que utiliza un anillo de soporte exterior para guiar el movimiento alternante de las paletas. Estos dispositivos son altamente eficientes y son capaces de desplazar grandes cantidades de fluido. En este tipo de bomba, la circulación del fluido se controla típicamente por la relación a la cual giran las paletas giratorias. Al aumentar la velocidad, más fluido se bombea a través del dispositivo, mientras que al disminuir la velocidad, disminuye la cantidad de fluido bombeado. Además, la reversión de la circulación a través del dispositivo, si es posible, requiere que las paletas giren en la dirección opuesta o requiere que ios puertos de entrada y salida se reconfiguren o se inviertan. La Patente de E.U. No. 6,241,493 para Turner describe una mejora particularmente útil en este tipo de máquina esférica de fluido que se configura para permitir ajustes tanto en la capacidad de fluido como en la dirección de fluido sin cambiar la velocidad o dirección de rotación de las paletas en el dispositivo ajustando la orientación de un anillo de soporte interior. Esa patente se incorpora por la referencia en esta solicitud. Las máquinas de fluido tales como las descritas en la Patente de E.U. No. 6,241,493 y Patente de E.U. No. 5,199,864 tienen un gran potencial en un número de -
aplicaciones debido a su gran eficiencia en comparación con muchas bombas de paleta giratoria. Otras ventajas son que ya tienen puertos, es decir que la manera en la cual se comunican las cámaras con los puertos de entrada y salida niega la necesidad de válvulas. Estas máquinas de fluido pueden operar eficientemente como bombas hidráulicas de líquido, compresores de gas, bombas de vacío, o reversiblemente como motores cuando se dispone de un fluido presurizado como fuerza motora. Cuando se utilizan en aplicaciones de compresor de gas, surge un número de problemas debido a la naturaleza de este tipo de máquina de fluido. Se sabe bien que la compresión de gases eleva la temperatura del gas y en consecuencia agrega calor al interior de la bomba. Esto es particularmente importante en este tipo de diseño esférico en el cual las paletas móviles circulan alrededor de una esfera central en la cual puede acumularse el calor. En consecuencia se necesitan medios para retirar el calor de -la esfera central en estas aplicaciones. Las máquinas de fluido de la técnica anterior como se describen en la Patente de E.U. No. 6,241,493 pueden ser especialmente de largo funcionamiento desde la perspectiva del mantenimiento debido a que no existe contacto físico directo entre las paletas y la esfera central alrededor de la cual giran, ni contacto físico entre las paletas y el - alojamiento externo de la máquina. Se mantienen bajas las fugas entre las cámaras manteniendo pequeños espacios que minimizan el deslizamiento o pérdida de fluido a través de los espacios. Este diseño sin contacto, sin embargo, puede conducir a algunos problemas de vibración, particularmente a altas velocidades de rotación, de manera que es necesario un nuevo procedimiento de diseño para proporcionar una estructura más robusta a las paletas de rotación interna y a la bola interna esférica. También, cuando se utiliza este tipo de máquina de fluido en un modo de compresor, el tamaño de puerto se realiza pequeño a propósito para asegurar un buen desempeño de compresión. Cuando se necesita que la misma máquina de fluido bombee fluidos relativamente no compresibles es necesario un tamaño de puerto más grande o una forma de puerto diferente para asegurar que exista comunicación entre el puerto de salida y la cámara de compresión durante el ciclo total de compresión para evitar el cierre de fluido de la bomba. También, las versiones previas de este tipo de máquina de fluido hacían circular solo un fluido a través de su interior. De manera similar, los compresores de este tipo de máquina de fluido hacían circular solo una relación de compresión en cualquier momento dado de operación. Para hacer circular un segundo fluido o proporcionar una segunda - relación de compresión, se requería una segunda máquina de fluido, que desventajosamente agrega costos de equipo y mantenimiento y requiere espacio de equipo adicional. También, las versiones previas de este tipo de máquina de fluido hacían circular solamente una sola corriente de fluido o dos corrientes de fluido solamente con relaciones de flujo equivalentes, o se utilizaban solo únicamente ya sea como bomba o como motor en cualquier momento dado. Para hacer circular una segunda corriente a una relación de flujo diferente, o para operar simultáneamente una bomba y un motor, se requería una segunda máquina de fluido, con las mismas desventajas mencionadas anteriormente . Las versiones previas de este tipo de máquina de fluido también proporcionaban un balance inadecuado de fuerzas en una o más de las paletas, contribuyendo a un desgaste innecesario de las partes móviles de la máquina. En consecuencia, lo que se necesita es un diseño que se dirija a estas limitaciones en las máquinas de fluido de la técnica anterior, retirando el calor de compresión cuando se operan como compresor, incrementando la robustez de la estructura giratoria, proporcionando la circulación de múltiples fluidos a través de una sola máquina, proporcionando un uso doble de una sola máquina como bomba y como motor, proporcionando múltiples relaciones de compresión - simultáneas, proporcionando fuerzas balanceadas a través de las paletas, proporcionando una capacidad de ajuste adecuada en el tamaño del puerto y/o en la forma del puerto para facilitar la operación como bomba y como compresor para fluidos tanto compresibles como relativamente no compresibles, y proporcionando la circulación de múltiples corrientes a diferentes relaciones de flujo. SUMARIO Estas y otras necesidades se tratan por la presente invención, que simultáneamente proporciona un método y aparato para mejorar la rigidez de la bola interna esférica y para el retiro del calor de la máquina esférica de fluido que opera como compresor, un método y aparato para hacer circular simultáneamente múltiples fluidos a través de la misma máquina de fluido, un método y aparato para el uso simultáneo de la máquina de fluido como una bomba y un motor, un método para proporcionar simultáneamente múltiples relaciones de compresión en la misma máquina de fluido, un método y aparato para proporcionar fuerzas balanceadas a través de una o más paletas de la máquina de fluido, un método y aparato para convertir rápidamente la operación, de ida y vuelta, de un compresor a una bomba hidráulica de líquido, y un método para hacer circular simultáneamente múltiples corrientes con diferentes relaciones de flujo a través de una sola máquina. Las soluciones a estos problemas pueden aplicarse a un número - de estos tipos de bombas esféricas. Por propósitos de descripción en la presente, se describirán las soluciones con respecto a una máquina de fluido similar a la descrita en la Patente de E.U. No. 6,241,493. En consecuencia, se describirá primero en algún detalle esa máquina de fluido de la técnica anterior. Sin embargo, debe reconocerse que la presente invención podría aplicarse potencialmente en cualquier bomba esférica tal como las descritas en la Pat. de E.U. No. 5,199,864 o en la Patente de E.U. No. 5,147,193. La máquina de fluido de esta invención incluye al menos un alojamiento que tiene una pared que define un interior generalmente esférico, teniendo el alojamiento al menos una abertura de puerto en comunicación con el interior del alojamiento; un primer eje montado para la rotación relativa al alojamiento alrededor de un eje primario, en donde al menos una porción del primer eje se extiende a través de la pared del alojamiento; al menos una paleta primaria dispuesta dentro del interior del alojamiento, que gira alrededor del eje primario del primer eje; al menos una paleta secundaria dispuesta dentro del interior del alojamiento y montada en la paleta primaria en un primer eje de pivote, oscilando pivotalmente la paleta secundaria entre las posiciones relativamente abierta y cerrada alternas con respecto a la paleta primaria y definiendo al menos una cámara en el interior del alojamiento que tiene un volumen que varía mientras la paleta primaria gira alrededor del eje primario; en donde dicha al menos una abertura de puerto es ajustable y tiene una primera abertura capaz de acomodar una comunicación de fluido continua con una cámara de cierre tentativa para hacer circular fluidos no compresibles, pero que puede ajustarse a una segunda abertura para hacer circular fluidos compresibles. La máquina de fluido de esta invención incluye también al menos un alojamiento que tiene una pared que define un interior generalmente esférico, teniendo el alojamiento al menos una abertura de puerto en comunicación con el interior del alojamiento; un primer eje montado para rotación relativo al alojamiento alrededor de un eje primario, en donde al menos una porción del primer eje se extiende a través de la pared del alojamiento; al menos una primera paleta dispuesta dentro del interior del alojamiento que gira alrededor del eje primario del primer eje; al menos una paleta secundaria dispuesta dentro del interior del alojamiento y montada a la paleta primaria en un primer eje pivotal, la paleta secundaria oscilando pivotalmente entre las posiciones alternadas relativamente abierta y cerrada con respecto a la paleta primaria y que define al menos una cámara dentro del interior del alojamiento que tiene un volumen que varía mientras la primera paleta gira alrededor del eje primario; encontrándose la paleta secundaria - pivotalmente acoplada a un anillo de soporte, de manera que la paleta secundaria es pivotal alrededor de un segundo eje pivotal perpendicular al eje de rotación del anillo de soporte ocasionando que la paleta secundaria se alterne entre las posiciones relativamente abierta y cerrada mientras la paleta secundaria gira alrededor del primer eje mediante el primer eje; encontrándose el eje de rotación del anillo de soporte orientado en un ángulo oblicuo en relación al eje primario del primer eje; y un segundo eje que se extiende en el interior del alojamiento opuesto al eje rotatorio, teniendo el segundo eje una porción esférica alrededor de la cual gira la paleta primaria y en donde el anillo de soporte se encuentra portado giratoriamente en la porción esférica del segundo eje; y en donde el primer eje se encuentra giratoriamente acoplado a la porción esférica del segundo eje para proporcionar rigidez a la estructura. La máquina de fluido de esta invención incluye también al menos un alojamiento que tiene una pared que define un interior generalmente esférico, teniendo el alojamiento al menos una abertura de puerto en comunicación con el interior del alojamiento; un primer eje montado para rotación relativo al alojamiento alrededor de un eje primario, en donde al menos una porción del primer eje se extiende a través de la pared del alojamiento; al menos una primera paleta dispuesta dentro del interior del alojamiento que gira alrededor del eje primario del primer eje; al menos una paleta secundaria dispuesta dentro del interior del alojamiento y montada a la paleta primaria en un primer eje pivotal, la paleta secundaria oscilando pivotalmente entre las posiciones alternadas relativamente abierta y cerrada con respecto a la paleta primaria y que define al menos una cámara dentro del interior del alojamiento que tiene un volumen que varía mientras la primera paleta gira alrededor del eje primario; encontrándose la paleta secundaria pivotalmente acoplada a un anillo de soporte, de manera que la paleta secundaria es pivotal alrededor de un segundo eje pivotal perpendicular al eje de rotación del anillo de soporte ocasionando que la paleta secundaria se alterne entre las posiciones relativamente abierta y cerrada mientras la paleta secundaria gira alrededor del eje primario mediante el primer eje; encontrándose el eje de rotación del anillo de soporte orientado en un ángulo oblicuo en relación al eje primario del primer eje; y un segundo eje que se extiende en el interior del alojamiento opuesto al eje rotatorio, teniendo el segundo eje una porción esférica alrededor de la cual gira la paleta primaria y en donde el anillo de soporte se encuentra portado giratoriamente en la porción esférica del segundo eje; y en donde se encuentran instalados sellos en las paletas primaria y secundaria para hacer contacto con el alojamiento durante la operación y en donde los sellos se - - encuentran instalados en las paletas primaria y secundaria para hacer contacto con la porción esférica del segundo eje durante la operación. La máquina de fluido de esta invención incluye también un alojamiento que tiene una pared que define un interior generalmente esférico, teniendo el alojamiento al menos una abertura de puerto en comunicación con el interior del alojamiento; un primer eje montado para rotación relativo al alojamiento alrededor de un eje primario, en donde al menos una porción del primer eje se extiende a través de la pared del alojamiento; al menos una primera paleta dispuesta dentro del interior del alojamiento que gira alrededor del eje primario del primer eje; al menos una paleta secundaria dispuesta dentro del interior del alojamiento y montada a la paleta primaria en un primer eje pivotal, la paleta secundaria oscilando pivotalmente entre las posiciones alternadas relativamente abierta y cerrada con respecto a la paleta primaria y que define al menos una cámara dentro del interior del alojamiento que tiene un volumen que varía mientras la primera paleta gira alrededor del eje primario; en donde la fuerza relativa de presión de fluido en las paletas primaria y secundaria se balancea a fin de disminuir el desgaste en las superficies de interfaz y cojinetes. La máquina de fluido de esta invención incluye también un alojamiento que tiene una pared que define un - interior generalmente esférico, teniendo el alojamiento al menos una abertura de puerto en comunicación con el interior del alojamiento; un primer eje montado para rotación relativo al alojamiento alrededor de un eje primario, en donde al menos una porción del primer eje se extiende a través de la pared del alojamiento; al menos una primera paleta dispuesta dentro del interior del alojamiento que gira alrededor del eje primario del primer eje; al menos una paleta secundaria dispuesta dentro del interior del alojamiento y montada a la paleta primaria en un primer eje pivotal, la paleta secundaria oscilando pivotalmente entre las posiciones alternadas relativamente abierta y cerrada con respecto a la paleta primaria y que define al menos una cámara dentro del interior del alojamiento que tiene un volumen que varía mientras la primera paleta gira alrededor del eje primario; en donde un primer fluido y un segundo fluido circulan a través de la máquina de fluido. La presente invención incluye también un método para ajustar el uso de una máquina de fluido que incluye al menos las etapas de proporcionar un alojamiento que tiene al menos una abertura de puerto en comunicación con el interior del alojamiento a través del cual se permite la circulación de una fuente de fluido; proporcionar un primer eje montado para rotación relativo al alojamiento alrededor de un eje primario, en donde al menos una porción del primer eje se - - extiende a través de la pared del alojamiento; proporcionar al menos una primera paleta dispuesta dentro del interior del alojamiento que gira alrededor del eje primario del primer eje; proporcionar al menos una paleta secundaria dispuesta dentro del interior del alojamiento y montada a la paleta primaria en un primer eje pivotal; girar la paleta primaria alrededor del eje primario con la paleta secundaria oscilando pivotalmente entre las posiciones alternadas relativamente abierta y cerrada con respecto a la paleta primaria, el alojamiento, la paleta primaria y la paleta secundaria definiendo una cámara de fluido para contener fluido dentro del interior del alojamiento que tiene un volumen que varía mientras la primera paleta gira alrededor del eje ' primario; en donde la al menos una abertura de puerto es ajustable y tiene una primera abertura capaz de acomodar una comunicación de fluido continua con una cámara de cierre para bombear fluidos no compresibles, pero que puede ajustar a una segunda abertura para convertir la máquina de fluido en un compresor para fluidos compresibles. La presente invención incluye también un método para mejorar la rigidez estructural de una máquina de fluido que incluye al menos las etapas de: proporcionar un alojamiento que tiene una pared que define un interior generalmente esférico, teniendo el alojamiento al menos una abertura de puerto en comunicación con el interior del - alojamiento; proporcionar un primer eje montado para rotación relativo al alojamiento alrededor de un eje primario, en donde al menos una porción del primer eje se extiende a través de la pared del alojamiento; proporcionar al menos una paleta primaria dispuesta dentro del interior del alojamiento que gira alrededor del eje primario del primer eje; proporcionar al menos una paleta secundaria dispuesta dentro del interior del alojamiento y montada a la paleta primaria en un primer eje pivotal, la paleta secundaria oscilando pivotalmente entre las posiciones alternadas relativamente abierta y cerrada con respecto a la paleta primaria y definiendo al menos una cámara de fluido dentro del interior del alojamiento que tiene un volumen que varía mientras la primera paleta gira alrededor del eje primario; encontrándose la paleta secundaria pivotalmente acoplada a un anillo de soporte, de manera que la paleta secundaria es pivotal alrededor de un segundo eje pivotal perpendicular al eje de rotación del anillo de soporte ocasionando que la segunda paleta se alterne entre las posiciones relativamente abierta y cerrada mientras la paleta secundaria gira alrededor del primer eje mediante el primer eje; encontrándose el eje de rotación del anillo de soporte orientado en un ángulo oblicuo en relación al eje primario del primer eje; proporcionar un segundo eje que se extiende en el interior del alojamiento opuesto al eje rotatorio, teniendo el segundo eje una porción - - esférica alrededor de la cual gira la paleta primaria y en donde el anillo de soporte se encuentra portado giratoriamente en la porción esférica del segundo eje; y giratoriamente acoplado el primer eje a la porción esférica del segundo eje para proporcionar rigidez a la estructura. La presente invención incluye también un método para mejorar la conducción térmica y limitar la fuga de fluido en una máquina que comprende las etapas de: proporcionar un alojamiento que tiene una pared que define un interior generalmente esférico, teniendo el alojamiento al menos una abertura de puerto en comunicación con el interior del alojamiento; proporcionar un primer eje montado para rotación relativo al alojamiento alrededor de un eje primario, en donde al menos una porción del primer eje se extiende a través de la pared del alojamiento; proporcionar al menos una primera paleta dispuesta dentro del interior del alojamiento que gira alrededor del eje primario del primer eje; proporcionar al menos una paleta secundaria dispuesta dentro del interior del alojamiento y montada a la paleta primaria en un primer eje pivotal, la paleta secundaria oscilando pivotalmente entre las posiciones alternadas relativamente abierta y cerrada con respecto a la paleta primaria y que define al menos una cámara dentro del interior del alojamiento que tiene un volumen que varía mientras la primera paleta gira alrededor del eje primario; encontrándose - - la paleta secundaria pivotalmente acoplada a un anillo de soporte, de manera que la paleta secundaria es pivotal alrededor de un segundo eje pivotal perpendicular al eje de rotación del anillo de soporte ocasionando que la paleta secundaria se alterne entre las posiciones relativamente abierta y cerrada mientras la paleta secundaria gira alrededor del eje primario mediante el primer eje; encontrándose el eje de rotación del anillo de soporte orientado en un ángulo oblicuo en relación al eje primario del primer eje; proporcionar un segundo eje que se extiende en el interior del alojamiento opuesto al eje rotatorio, teniendo el segundo eje una porción esférica alrededor de la cual gira la paleta primaria y en donde el anillo de soporte se encuentra portado giratoriamente en la porción esférica del segundo eje; y proporcionar sellos en las paletas primaria y secundaria que hacen contacto tanto con el alojamiento como con la porción esférica del segundo eje durante la operación. La presente invención incluye también un método para balancear el impulso y la presión relativa de fluido en las paletas secundarias de una máquina de fluido incluyendo al menos las etapas de: proporcionar un alojamiento que tiene una pared que define un interior generalmente esférico, teniendo el alojamiento al menos una abertura de puerto en comunicación con el interior del alojamiento a través del - - cual se permite circular- una fuente de fluido; proporcionar un primer eje montado para rotación relativo al alojamiento alrededor de un eje primario, en donde al menos una porción del primer eje se extiende a través de la pared del alojamiento; proporcionar al menos una primera paleta dispuesta dentro del interior del alojamiento que gira alrededor del eje primario; proporcionar al menos una paleta secundaria dispuesta dentro del interior del alojamiento y montada a la paleta primaria en un primer eje pivotal; girar la paleta primaria alrededor del eje primario con la paleta secundaria oscilando pivotalmente entre las posiciones alternadas relativamente abierta y cerrada con respecto a la paleta primaria, el alojamiento, la paleta primaria y la paleta secundaria definiendo una cámara de fluido para contener fluido dentro del interior del alojamiento que tiene un volumen que varía mientras la primera paleta gira alrededor del eje primario; ajustar la densidad y en consecuencia el peso de la paleta secundaria a fin de balancear el impulso de la paleta con la presión relativa de fluido en esa paleta. La presente invención incluye también un método para hacer circular simultáneamente un primer fluido y un segundo fluido a través de la misma máquina de fluido incluyendo al menos las etapas de: proporcionar un alojamiento que tiene una pared que define un interior - - generalmente esférico, teniendo el alojamiento al menos una abertura de puerto en comunicación con el interior del alojamiento a través del cual se permite circular una fuente de fluido; proporcionar un primer eje montado para rotación relativo al alojamiento alrededor de un eje primario, en donde al menos una porción del primer eje se extiende a través de la pared del alojamiento; proporcionar al menos una primera paleta dispuesta dentro del interior del alojamiento que gira alrededor del eje primario; proporcionar al menos una paleta secundaria dispuesta dentro del interior del alojamiento y montada a la paleta primaria en un primer eje pivotal; girar la paleta primaria alrededor del eje primario con la paleta secundaria oscilando pivotalmente entre las posiciones alternadas relativamente abierta y cerrada con respecto a la paleta primaria, el alojamiento, la paleta primaria y la paleta secundaria definiendo una cámara de fluido para contener fluido dentro del interior del alojamiento que tiene un volumen que varía mientras la primera paleta gira alrededor del eje primario; y proporcionar un primer fluido y un segundo fluido y conectar los primer y segundo fluidos a aberturas de puerto apropiadas para permitir el movimiento separado de los primero y segundo fluidos a través de la máquina de fluido. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para un entendimiento más completo de la presente - invención, y sus ventajas, se hace referencia ahora a las siguientes descripciones tomadas en conjunción con los dibujos anexos, en los cuales: La Figura 1 es una vista frontal en perspectiva de una bomba de fluido, mostrada en la mitad superior de un alojamiento de la bomba separada para revelar los componentes internos del dispositivo; La Figura 2 es una vista en perspectiva de la mitad inferior del alojamiento de la bomba de la Figura 1 retirando los componentes internos; La Figura 3 es una vista en perspectiva de un eje giratorio y un montaje de paleta primaria de la bomba de la Figura 1, mostrada con el montaje de paleta primaria separado en dos mitades; La Figura 4 es una vista en perspectiva de un montaje de paleta secundaria de la bomba de la Figura 1 mostrada con el montaje de paleta secundaria separado en dos mitades; La Figura 5 es una vista separada en perspectiva de un montaje fijo de segundo eje de la bomba de la Figura 1, construido de acuerdo con la invención; La Figura 6 es una vista en perspectiva de una palanca de control de capacidad de flujo para girar el segundo eje de la Figura 5; La Figura 7 es una vista en sección transversal de - -
una palanca de la Figura 6 tomada a lo largo de las líneas 7- 7; La Figura 8A es una vista detallada en sección transversal de la bomba de la Figura 1; La Figura 8B es una vista en sección transversal de la bomba de la Figura 1, mostrando varios ejes giratorios del dispositivos; La Figura 8C es un diagrama esquemático del alojamiento de bomba mostrando la rotación de un plano de control con respecto al alojamiento de bomba; La Figura 9A es una vista en perspectiva de la bomba de la Figura 1 mostrada con la mitad superior del alojamiento retirada y la palanca de control en una posición de 0 grados; La Figura 9B es una vista en elevación frontal de la bomba de la Figura 9A; La Figura 9C es una vista en planta superior de la bomba de la Figura 9A; La Figura 9D es una vista en elevación lateral de la bomba de la Figura 9A; Las Figuras 10A-10E son vistas secuenciadas en perspectiva de la bomba de las Figuras 9A-9D con la palanca de control en la posición de 0 grados, mientras que el eje giratorio de la bomba gira 180 grados durante la operación de la bomba;
La Figura HA es una vista en perspectiva de la bomba de la Figura 1 mostrada con la mitad superior del alojamiento retirada y la palanca de control en una posición de 180 grados; La Figura 11B es una vista en elevación frontal de la bomba de la Figura HA; La Figura 11C es una vista en planta superior de la bomba de la Figura HA; La Figura 11D es una vista en elevación lateral de la bomba de la Figura HA; Las Figuras 12A-12E son vistas secuenciadas en perspectiva de la bomba de las Figuras HA-HD, con la palanca de control en la posición de 180 grados, mientras que el eje giratorio de la bomba gira 180 grados durante la operación de bomba; La Figura 13A es una vista en perspectiva de la bomba de la Figura 1 mostrada con la mitad superior del alojamiento retirada y la palanca de control en una posición neutral de 90 grados; La Figura 13B es una vista frontal en perspectiva de la bomba de la Figura 13A; La Figura 13C es una vista en planta superior de la bomba de la Figura 13A; La Figura 13D es una vista en elevación lateral de la bomba de la Figura 13A;
-
Las Figuras 14A-14E son vistas secuenciadas en perspectiva de la bomba de las Figuras 13A-13D, con la palanca de control en la posición neutral de 90 grados, mientras que el eje giratorio de la bomba gira 180 grados durante la operación de la bomba; La Figura 15 es una vista detallada en sección transversal de una bomba esférica que opera con un anillo guía portador exterior. La Figura 16 es una vista detallada del anillo de soporte exterior del dispositivo de la Figura 15. La Figura 17 es una vista detallada en sección transversal de la bomba de la Figura 1 mostrando una estructura agregada para mejorar la rigidez, y la adición de líneas internas enfriadoras-lubricantes . La Figura 18 es una vista detallada en sección transversal de la bomba de la Figura 1 mostrando una modalidad diferente de estructura agregada para mejorar la rigidez, y la adición de líneas internas enfriadoras-lubricantes . La Figura 19 es una vista en sección transversal de la bomba de la Figura 1, mostrando una modalidad que proporciona fuerzas balanceadas a través de una paleta secundaria mientras la paleta secundaria alcanza la posición relativamente cerrada con respecto a la paleta primaria. Las Figuras 20A-20E son vistas secuenciadas en -
perspectiva de la bomba de las Figuras 9A-9D con la palanca de control en la posición de 0 grados, mientras que el eje giratorio de la bomba gira 180 grados durante la operación de la bomba, mostrando la circulación simultánea de los dos fluidos a través de la bomba. La Figura 20F es una vista de las aberturas de puerto solo de la Figura 20A-20E para mostrar la circulación de dos fluidos diferentes. La Figura 21 es una vista en sección transversal de la bomba de la Figura 1, mostrando una modalidad que proporciona múltiples relaciones de compresión. La Figura 22 es una vista frontal en perspectiva de una máquina de fluido similar a la Figura 1 pero mostrando la modalidad de un inserto de puerto. Las Figuras 23A-23E son vistas secuenciadas en perspectiva de la bomba de las Figuras 9A-9D con la palanca de control en la posición de 0 grados, mientras que el eje giratorio de la bomba gira 180 grados durante la operación de la bomba, mostrando la circulación simultánea de dos corrientes de fluido a dos diferentes relaciones de flujo a través de la bomba. La Figura 24 es una vista frontal en perspectiva de una máquina de fluido similar a la Figura 1 pero mostrando la modalidad de un inserto de puerto excéntrico. La Figura 25 es una vista frontal en perspectiva de - una bomba de fluido, mostrada con las mitades superior e inferior del alojamiento de la bomba separadas y divididas en cuartos, y retirando los componentes internos del dispositivo. DESCRIPCIÓN DETALLADA Con referencia a la Figura 1 de los dibujos, el número de referencia 10 designa generalmente una bomba o compresor de fluido del tipo que puede aplicarse a las mejoras de la presente invención. La bomba 10 generalmente es similar en construcción al dispositivo descrito en la Patente de E.U. No. 6,241,493. Debe notarse que aunque el dispositivo 10 se ha descrito más específicamente con respecto a su función y uso como una bomba o compresor de fluido, también podría funcionar como motor, como se apreciará fácilmente por los expertos en la técnica. La bomba 10 incluye un alojamiento 12, formado en dos mitades 14, 16. Cada mitad 14, 16 del alojamiento 12 se configura generalmente igual gue la otra y tiene una cavidad hemisférica interior 18 (Figura 2) que forma un interior esférico del alojamiento 12 cuando las dos mitades 14, 16 se unen. Cada mitad o pieza del alojamiento 14, 16 se provee con una pestaña circular 20 que tiene una superficie superior plana 21 que se extiende alrededor del perímetro de la cavidad 18 y que se empalma contra y se engrana con la pestaña correspondiente 20 de la otra pieza del alojamiento -
14, 16. La superficie de pestaña 21 cae en un plano que divide generalmente el interior del alojamiento esférico 18 en dos mitades hemisféricas iguales cuando las mitades del alojamiento 14, 16 se unen. Se forma un sello hermético de fluido entre las mitades del alojamiento 14, 16 cuando las mitades 14, 16 se unen. Formados en cada pieza del alojamiento 14, 16 se encuentran puertos posterior y frontal de fluido 24, 26 que se comunican entre el exterior del alojamiento y el interior del alojamiento 18. Los puertos de fluido 24, 26 se encuentran separados circunferencialmente aproximadamente 90 grados desde el siguiente puerto adyacente, encontrándose el centro de cada puerto de fluido contenido en un plano orientado perpendicular a las superficies de pestaña 21 y que divide el interior del alojamiento 12 cuando las mitades del alojamiento 14, 16 se unen. Los puertos 24, 26 se encuentran colocados a aproximadamente 45 grados de las superficies de pestaña 21 en cada mitad de alojamiento 14, 16. Formada en el extremo posterior de cada mitad de alojamiento 14, 16, adyacente al puerto posterior 24 se encuentra un área perforada 28 formada en la pestaña circular 20 para recibir un eje de entrada principal 32 (Figura 1), que se extiende por una distancia en el interior del alojamiento 18. El eje primario o eje de rotación 33 del eje de entrada 32 cae generalmente en el mismo plano que las -
superficies de pestaña 21. Un collar de eje de entrada 34 se extiende hacia afuera desde las mitades de alojamiento 14, 16 y se encuentra provisto con una superficie 36 con pestañas similares para facilitar la unión de las mitades. Localizada en el extremo frontal del alojamiento
12, opuesta al collar 34 en cada mitad de alojamiento 14, 16 se encuentra un área perforada 38 formada en la pestaña circular 20 para formar una trayectoria de eje para recibir un segundo eje 40 (Figura 1) . Una pieza de cuello 42 se extiende hacia fuera desde la pestaña circular 20 y también se encuentra provista con una superficie 44 con pestañas para facilitar la unión de las mitades de alojamiento. En la modalidad particular mostrada, el exterior del alojamiento 12 se provee con una pluralidad de aletas o rebordes 48 que proporcionan rigidez estructural al alojamiento mientras reducen el peso del dispositivo. Las aletas o rebordes 48 proporcionan también un aumento en el área de superficie del alojamiento para facilitar la transferencia del calor. El alojamiento 12 aloja los montajes de paleta primario y secundario 52, 54, respectivamente. Con referencia a la Figura 3, el montaje de paleta primario, designado generalmente 52, se forma en dos mitades 56, 58. Las mitades de paleta primaria 56, 58 se configuran generalmente iguales, teniendo cada una, una superficie - -
interna generalmente plana 59 que se empalma contra la superficie interna de la otra mitad. Las mitades de paleta primaria 56, 58 tienen cada una miembros de paleta opuestos 62, 64, que se unen en extremos opuestos mediante porciones de bisagra integrales 66, 68 para definir una abertura central circular 69. Cuando las mitades de paleta primaria 56, 58 se unen, los miembros de paleta 62 y 64 forman una sola paleta opuesta. Los miembros de paleta 62 se encuentran provistos cada uno con una abertura de eje de entrada 60 formada en la superficie plana 59 para recibir y acoplarse al eje de entrada 32 cuando las mitades de paleta 56, 58 se unen. El montaje de paleta primaria 52 se encuentra rígidamente acoplado al eje de entrada 32 de manera que la rotación del eje de entrada 32 se imparte al montaje de paleta primaria 52 para girar las paletas combinadas 56, 58 dentro "del interior del alojamiento 18. De manera similar, los miembros de paleta 64 se proveen con una segunda abertura de eje 70 formada en la superficie plana 59 para recibir el segundo eje 40. La abertura del segundo eje 70 se configura para permitir que el montaje de paleta primaria 52 gire libremente alrededor del segundo eje 40. Los extremos externos de los miembros de paleta 62, 64 tienen una configuración de superficie de luna esférica generalmente convexa correspondiente al interior esférico 18 del alojamiento 12. Las porciones de bisagra 66, 68 se encuentran provistas cada una con una abertura de eje adaptador 72. Un eje adaptador 74 se muestra provisto con la porción de bisagra 66 de la mitad de paleta 56. Este eje adaptador 74 puede formarse integralmente con una de las mitades de paleta 56, 58 o puede ser un miembro separado que se fija en su sitio. Como se muestra, el eje adaptador 74 se proyecta a una distancia hacia fuera más allá de la porción de bisagra 66. Las porciones de bisagra 66, 68 son cada una cuadrada o planas a lo largo de los bordes laterales externos 73. Con referencia a la Figura 4, el montaje de paleta secundaria 54 también se muestra formado en dos mitades 76, 78, siendo cada mitad 76, 78 generalmente similar en construcción. Las mitades de paleta secundaria 76, 78 se encuentran configuradas generalmente iguales, teniendo cada una, una superficie interna 80, que es generalmente plana y que se empalma contra la superficie interna de la otra mitad de paleta. Las mitades de paleta secundaria 76, 78 tienen cada una miembros de paleta opuestos 82, 84 unidos entre sí en extremos opuestos mediante porciones de bisagra integrales 86, 88 para definir una abertura circular central 90. Cuando las mitades de paleta secundarias 76, 78 se unen entre sí, los miembros de paleta 82 y 84 forman una sola paleta opuesta.
- -
Los miembros de paleta 82, 84 se encuentran cada uno provisto con aberturas posteriores de pivote 92 formadas en las superficies internas 80 de cada mitad de paleta 76, 78. Los extremos más exteriores de los miembros de paleta 82, 84 también tienen una configuración de superficie de luna esférica generalmente convexa correspondiente al interior esférico 18 del alojamiento 12. Las porciones de bisagra 86, 88 se encuentran cada una provista con una abertura de eje adaptador 94. Un segundo eje adaptador 96 se muestra provisto con la porción de bisagra 88 de la mitad de paleta 78. Este eje adaptador 96 puede formarse integralmente con una de las mitades de paleta 76, 78 o puede ser un miembro separado fijo en su sitio. Como se muestra el eje adaptador 96 se proyecta a una distancia hacia adentro desde la porción de bisagra 88. Ambas porciones de bisagra 86, 88 son cuadradas o planas a lo largo de los bordes laterales internos 89 para corresponder a los bordes laterales externos 73 de las porciones de bisagra 66, 68 de las mitades de paleta primaria 56, 58. La forma de rebordes estrechos 83 generalmente complementa la forma de las superficies exteriores de las porciones de bisagra 66, 68. El exterior de las porciones de bisagra 86, 88 se encuentra en forma de un segmento o sector esférico convexo perfilado suavemente con la superficie curva de los extremos externos de los miembros de paleta 82, 84 y corresponde en - forma al interior esférico 18 del alojamiento 12. Cuando las paletas primaria y secundaria 52, 54 se acoplan entre sí (Figura 1) y se montan al eje de entrada principal 32, los ejes adaptadores 74, 96 son generalmente concéntricos. El eje adaptador 74 del montaje de paleta primaria 52 se recibe dentro de las aberturas 94 de la porción de bisagra 86 del montaje de paleta secundaria 54 para permitir la rotación relativa del montaje de paleta secundaria 54 alrededor del eje adaptador 74. De manera similar, el eje adaptador 96 del montaje de paleta secundaria 54 se recibe dentro de las aberturas 72 de la porción de bisagra 68 del montaje de paleta primaria 52 y permite la rotación relativa del montaje de paleta primaria 52 alrededor del eje adaptador 96. De esta manera, los montajes de paleta primaria y secundaria 52, 54, permanecen inter cerrados entre sí mientras se permite que el montaje de paleta secundaria 54 pivotee en relación al montaje de paleta primaria 52 alrededor de un primer eje pivotal perpendicular al eje primario 33 del eje de entrada 32. La Figura 5 muestra una vista separada de un segundo eje fijo o montaje de canal 100. El montaje de segundo eje 100 se comprende del segundo eje cilindrico 40, que se recibe en la abertura 38 de las mitades de alojamiento 14, 16, como se trató previamente. El segundo eje cilindrico 40 es coaxial con el eje primario 33 del eje de entrada 32 - - cuando se monta al alojamiento 12. En el extremo interno del eje 40 se encuentra una porción de eje esférica 102 en forma de una sección de esfera. Proyectándose desde el lado interno de la porción de eje esférica 102 se encuentra un eje de anillo de soporte cilindrico 104. El eje longitudinal del eje de anillo de soporte 104 se encuentra orientado en un ángulo oblicuo con respecto al eje del eje 40. Este ángulo puede variar, pero preferentemente se encuentra entre aproximadamente 30 grados a 60 grados, siendo 45 grados el ángulo preferido. Un realce 106 se proyecta desde el extremo del eje 104 para facilitar el montaje de una tapa de extremo 108, que tiene la forma de una sección esférica. La tapa de extremo 108 se provee con una abertura 110 para recibir el realce 106 del eje 104. En la modalidad mostrada, un par de sujetadores roscados 112, tales como tornillos o pernos, que se reciben dentro de orificios de perno roscados 114 dispuestos excéntricamente, formados en el realce 106, se utilizan para asegurar y fijar la tapa de extremo 108 al eje 104. Pueden utilizarse dos o más sujetadores. Debido a que los sujetadores se ubican excéntricamente con respecto al eje del eje 40, evitan la rotación relativa de la tapa de extremo 108 con respecto al eje 40. La tapa de extremo 108 se utiliza para asegurar un anillo de soporte central 116, que se encuentra montado de manera giratoria en el eje de anillo de soporte 104. El - anillo de soporte 116 se configura con una superficie externa en forma de un segmento esférico de manera que cuando el anillo de soporte 116 se monta en el eje 104 y la tapa de extremo 108 se asegura en su sitio, la combinación de la porción esférica 102, anillo de soporte 116 y tapa de extremo 108 forma generalmente una esfera completa unida al extremo del eje 40. Esta esfera completa se designa generalmente como esfera central 115. El diámetro de esta esfera corresponde generalmente al diámetro de las aberturas centrales 69, 90 de los montajes de paleta primaria y secundaria 52, 54, respectivamente, para permitir que los montajes de paleta 52, 54 giren alrededor de esta porción esférica del montaje de segundo eje 100, mientras se encuentran en engranaje cercano al mismo. El anillo de soporte 116 se encuentra aproximadamente centrado entre la porción esférica 102 y la tapa de extremo 108. El anillo de soporte 116 se provee con postes de pivote 118 proyectados de manera opuesta gue se proyectan radialmente hacia fuera desde la superficie externa del anillo de soporte 116. Los postes 118 se encuentran concéntricamente orientados a lo largo de un eje que es perpendicular al eje de rotación del anillo de soporte 116. Los postes 118 se reciben dentro de aberturas de poste de pivote 92 de las mitades de paleta secundaria 76, 78 cuando el montaje de paleta 50 se monta sobre la porción esférica del montaje de segundo eje 100 formado por la porción esférica 102, anillo de soporte 116 y tapa de extremo 108. Acoplada al segundo eje 40 opuesto a la porción esférica 102 se encuentra una palanca de control de capacidad de flujo 120 para girar manualmente el eje 40 y la porción esférica 102. La palanca de control 120, mostrada en mayor detalle en las Figuras 6 y 7, tiene una porción de cuerpo 122 generalmente de forma circular. Un brazo de palanca 124 se extiende desde la porción de cuerpo 122. Formado generalmente en el centro de la porción de cuerpo 122 se encuentra un orificio de perno 126 para recibir un perno 128 para sujetar la palanca 120 al eje 40 por medio de un orificio de perno central roscado 130 formado en el extremo externo del eje 40. Separados alrededor del orificio de perno 126 se encuentran orificios de clavija 132 que corresponden a los orificios de clavija 134 formados en el eje. Las clavijas 136 se reciben dentro de los orificios de clavija 132, 134 para evitar la rotación relativa de la palanca de control 120 con respecto al eje 40. Aunque se muestra un método particular para acoplar la palanca 120 al eje 40, debe ser aparente para los expertos en la técnica que pueden utilizarse otros medios también. La palanca de control actúa como un miembro guía de paleta para oscilar la paleta secundaria a varias posiciones de abertura en relación a la paleta primaria.
Una ranura arqueada 138 que se extiende en un arco de aproximadamente 180 grados, se forma en la porción de cuerpo 122 de la palanca 120 para recibir un tornillo o perno 140. La ranura arqueada 138 se sobrepone a un orificio de perno roscado 142 formado en la pieza de cuello de alojamiento 42 de la mitad de alojamiento 14, cuando el montaje de eje 100 se monta al alojamiento 12. El tornillo 140 se utiliza para fijar la posición de la palanca 120 para evitar la rotación del eje 40 una vez que se encuentra en la posición deseada. Al liberar el tornillo 140, la palanca 120 puede girar a varias posiciones para girar el montaje de eje 100, deslizando el tornillo 140 dentro de la ranura 138. La Figura 8A es una vista longitudinal en sección transversal de la bomba ensamblada 10 mostrada en más detalle mecánico. Aunque se muestra una modalidad particular, debe ser aparente para los expertos que podría utilizarse una variedad de diferentes configuraciones y componentes, tales como cojinetes, sellos, sujetadores, etc., para asegurar la operación apropiada de la bomba 10. La modalidad descrita es para facilitar la comprensión de la invención y de ninguna manera debe tomarse como limitante de la invención la modalidad particular mostrada. Como puede observarse, el eje de entrada 32 se extiende a través del collar 34 en el extremo posterior del alojamiento 12. El collar 34 define una cavidad 144 que - - aloja un par de montajes de cojinete de rodillo de eje de entrada 146, 148 separados longitudinalmente. Cada uno de los montajes de cojinete de rodillo 146, 148 se comprende de un canal interno 154 y un canal externo 156, que aloja a una pluralidad de cojinetes de rodillo 158 inclinados separados circunferencialmente colocados entre ellos. Los separadores 150, 152 mantienen los montajes de cojinete de rodillo 146, 148 en una relación longitudinalmente separada a lo largo del eje de entrada 32, sobrepuesto el canal interno 154 del montaje de cojinete de rodillo 148 contra un escalón anular 160 que se proyecta hacia fuera del eje de motor 32, y el canal externo 156 sobrepuesto contra un codo anular 162 que se proyecta hacia adentro del collar 34. Una tuerca de cojinete 164 roscada sobre una porción roscada 165 del eje de entrada 32 se empalma contra el canal interno 154 del montaje de cojinete 146 y pre-carga los canales internos 154. Atornillado al extremo del collar 34 se encuentra un anillo de retención de cojinete 166. El anillo de retención de cojinete 166 se empalma contra el canal externo 156 del montaje de cojinete 146 y pre-carga los canales de cojinete externos 156. El anillo de retención 166 sirve también para cerrar la cavidad 144 del collar de alojamiento 34. Un sello anular de aceite 168 asentado en el filo anular 170 del anillo de retención 166, se sostiene contra el exterior de la tuerca de cojinete 164 para evitar - -
la fuga de aceite o lubricante de la cavidad de cojinete 144. Localizado dentro del área ranurada 28 y rodeando el eje de entrada 32 se encuentra un limpiador 172 que se empalma contra el canal interno 154 del montaje de cojinete 148. Un resorte bobinado comprimido 174 se empalma contra el limpiador 172 y se sostiene contra un manguito de carbón 176. El manguito 176 se provee con un sello de anillo en 0 178 ubicado dentro de una ranura anular interna del manguito 176. El manguito 176 se empalma contra una placa fija de cerámica anular 180, que se asienta contra un filo anular 182 que se proyecta en el área ranurada 28. El bajo coeficiente de fricción entre el manguito de carbón 176 intercalado y la placa de cerámica 180 permite que el manguito 176 gire con el eje de entrada 32, mientras que proporciona un sello hermético de fluido para evitar la circulación del fluido entre el interior de la bomba 18 y la cavidad de collar 144. El eje de entrada 32 se extiende en el interior 18 del alojamiento 12 a una corta distancia y se encuentra acoplado al montaje de paleta primaria 52 dentro de las aberturas 60 formadas en las mitades de paleta 56, 58. El extremo del eje 32 se provee con un collar anular 184 recibido en las ranuras 186 formadas en las aberturas 60 de las mitades de paleta 56m 58 para evitar el movimiento axial relativo del eje 32 y del montaje de paleta 52. El movimiento giratorio relativo entre el montaje de paleta 52 y - 3 - el eje 32 se evita mediante miembros de llave 188 recibidos en aberturas de llave del montaje de paleta 52 y en el eje 32, respectivamente. Rodeando la porción de segundo eje 40 dentro de la abertura 70 del montaje de paleta primaria 52 se encuentran cojinetes de rodillo longitudinales 206. Se proporcionan sellos 208, 210 en cada extremo del montaje de cojinete de rodillo 206 para evitar que el fluido escape a lo largo del segundo eje 40 a través de las aberturas 70. Un sello de anillo en O 212 estático rodea el eje 40 en la interfaz del brazo de palanca 120 con la pieza de cuello 42 del alojamiento para evitar la pérdida de fluido a través de la trayectoria de eje 38. Rodeando el eje de anillo de soporte 104 se encuentran montajes de cojinete de rodillo 214, 216. Cada montaje de cojinete de rodillo 214, 216 se comprende de un canal interno 218 y un canal externo 220 con una pluralidad de cojinetes de rodillo 222 inclinados entre ellos. Los canales internos 218 de los montajes 214, 216 se encuentran separados por medio de un separador 224. La superficie interna del anillo de soporte 116 descansa contra los canales externos 220. Una red anular 226 se proyecta radialmente hacia adentro desde la superficie anular interna del anillo de soporte 116 y sirve como un separador entre los canales externos 220 y evita el movimiento axial del anillo de -
soporte 116 a lo largo del eje 104. Para configuraciones de bomba esféricas que tienen el equivalente al anillo de soporte 116 en el exterior del alojamiento 12, el anillo equivalente se fabrica preferentemente en dos o más secciones para permitir facilidad de montaje de la máquina de fluido. Estas secciones pueden ser, por ejemplo, dos segmentos semicirculares que dividen el anillo equivalente aproximadamente a través del diámetro, o dos segmentos circulares que se unen en el centro del plano circunferencial del anillo equivalente. Dichas secciones se unen entonces con sujetadores. Sellos de filo 230, 232 provistos en superficies internas de la tapa de extremo 108 y la porción esférica 102, respectivamente, se engranan a los bordes laterales del anillo de soporte 116 para evitar que el fluido entre al espacio anular que rodea el eje de anillo de soporte 104 en donde los montajes de cojinete 214, 216 se encuentran alojados y que contiene un lubricante adecuado para lubricar los montajes de cojinete 214, 216. A relaciones de rotación más bajas, puede no ser necesario un lubricante o enfriador en una base continua. Cojinetes de rodillo 234 orientados axialmente rodean los postes de pivote 118 para permitir que las paletas secundarias 54 giren. Se proporcionan sellos de fluido 236 en la base de los postes 118. Cojinetes de seguridad 238 - - orientados radialmente ubicados en los extremos terminales de los postes 118 se encuentran sostenidos en su sitio por tapas de seguridad 240. Las tapas de seguridad 240 se encuentran sostenidas en su sitio dentro de ranuras anulares 242 formadas en las aberturas de poste de pivote 92. Como puede observarse, los extremos exteriores de las paletas primarias 52 y de las paletas secundarias 54 se encuentran en cercana proximidad o en una relación de contacto cercano para proporcionar un espacio con el interior 18 del alojamiento 12. Existe también un ligero espacio entre la porción de extremo esférica del montaje de segundo eje 100 fijo y las aberturas centrales 69, 90 de las paletas primaria y secundaria 52, 54. Estos espacios deben ser tan pequeños como sea posible para permitir el libre movimiento de las paletas 52, 54 dentro del interior 18, mientras se minimiza el deslizamiento o pérdida de fluido a través de los espacios, y para permitir las diferencias en expansión térmica entre el alojamiento 12, las paletas 52, 54 y la porción esférica 102, y la tapa de extremo 108. La Figura 8B ilustra la relación de los varios ejes de rotación de los componentes de la bomba. Como se muestra el anillo de soporte 116 gira alrededor del eje del anillo de soporte 246. El eje 246 intersecta el eje de paleta primaria
33 en un ángulo oblicuo y define un plano de control 247. La paleta secundaria 54 pivotea alrededor de los postes de - - pivote 118 alrededor de un segundo eje pivotal 245 de la paleta secundaria que permanece perpendicular al eje de anillo de soporte 246. Este segundo movimiento pivotal de la paleta secundaria es simultáneo con el movimiento pivotal de la paleta secundaria alrededor del primer eje pivotal perpendicular al eje primario, que se trató anteriormente. La Figura 8C muestra una vista de extremo de la bomba 10 vista a lo largo del ej-e primario, y que muestra las varias orientaciones del plano de cronometraje o de control 247 que pueden lograrse girando el montaje de segundo eje 100, como se describe abajo. Con referencia a las Figuras 9-14, la bomba 10 se muestra con el alojamiento superior 16 retirado para revelar los componentes internos de la bomba 10. Sin embargo, los puertos 24, 26 del alojamiento superior 16, se muestran para indicar su posición relativa si estuviera presente el alojamiento superior 16. Además, aunque el eje de entrada 32 puede girar en dirección de las manecillas del reloj o contra las manecillas del reloj , por propósitos de la siguiente descripción, se describe la operación de la bomba 10, en donde el eje de entrada 32 gira en la dirección de las manecillas del reloj, como se indica mediante la flecha 244 en la Figura 9A. Con referencia a las Figuras 9A-9D, la bomba 10 se muestra con la palanca 120 completamente girada a una posición inicial de 0 grados con respecto al plano de las pestañas 20. Con la palanca 120 en esta posición, el montaje de segundo eje 100 se encuentra orientado de manera que el anillo de soporte o eje secundario 246 se orienta a un ángulo de 45 grados a la derecha del eje primario 33, como se observa en la Figura 9C, de manera que el plano de control 247 (Figuras 8B y 8C) cae en un plano sustancialmente horizontal que es generalmente el mismo o paralelo al plano de las pestañas 20 que dividen el alojamiento 12. Las Figuras 9A-9D muestran las paletas primaria y secundaria 50, 98 con la paleta secundaria 98 en una posición central intermedia de su choque. El puerto delantero 26 del alojamiento superior 16 y el puerto posterior 24 del alojamiento inferior 14 sirven como puertos de descarga, mientras que el puerto posterior 24 del alojamiento superior 16 y el puerto delantero del alojamiento inferior 14 sirven como puertos de entrada. Las paletas primaria y secundaria 50, 98 dividen el interior esférico 18 del alojamiento en cuatro cámaras como se define por los espacios entre las paletas primaria y secundaria 50, 98 designadas en 248, 250. Aunque no son visibles, los espacios o cámaras correspondientes se encontrarían presentes en la mitad de alojamiento inferior 14. Las Figuras 10A-10E muestran vistas secuenciales de la bomba 10 en operación con la palanca de control 120 en la - - posición de 0 grados mientras el eje de entrada 32 gira a 180 grados de revolución. Para facilitar la descripción de la operación, las paletas secundarias opuestas se marcan 98A, 98B siendo designadas las paletas primarias opuestas 50A, 50B. Como se muestra en las Figuras 9A y 9C, mientras gira el eje de entrada 32, los montajes de paleta primaria y secundaria 52, 54, giran alrededor del eje primario 33 dentro del interior de alojamiento 18. Debido a que el montaje de paleta secundaria 54 se encuentra montado pivotalmente al anillo de soporte 116 por medio de postes de pivote 118, el montaje de paleta secundaria 54 ocasiona que el anillo de soporte 116 gire en el eje de anillo de soporte 104 (no mostrado) alrededor del eje de anillo de soporte 246. Debido a que el eje de anillo de soporte 246 se encuentra orientado en un ángulo oblicuo con respecto al eje primario 33, el anillo de soporte 116 ocasiona que cada paleta secundaria 98A, 98B se alterne o se mueva de ida y vuelta entre una posición totalmente abierta y una posición totalmente cerrada. La Figura 10A muestra la bomba 10 con la paleta secundaria 98A en la posición totalmente cerrada con respecto a la paleta primaria 50A. En la posición totalmente cerrada, la paleta secundaria 98A se empalma contra o se encuentra en cercana proximidad a la paleta primaria 50A, de manera que el volumen entre las mismas es mínimo. En contraste, con - respecto a la paleta primaria opuesta 50B, la paleta 98A se encuentra en una posición totalmente abierta de manera que el espacio entre las paletas 98A y 50B se encuentra a su máximo. Cualquier fluido dentro del espacio entre las paletas 98A, 50A se descarga mayormente a través del puerto 26 del alojamiento superior. Existe una ligera sobreposición o comunicación de las paletas primaria y secundaria 50A, 98a con el puerto 26 a lo largo de su borde cuando se encuentran en la posición totalmente cerrada para lograr esto. En la modalidad preferida, las paletas primarias 50A, 50B se dimensionan para cubrir completamente y sellar los puertos 24, 26 de manera que una ligera rotación más allá de este punto ocasiona que las paletas primarias 50A, 50B cierren la comunicación con las cámaras 248, 250 momentáneamente durante la rotación. La Figura 10B ilustra la bomba 10 con el eje 32 girado aproximadamente 45 grados del de la Figura 10A. Aquí la paleta secundaria 98A comienza a moverse a la posición abierta con respecto a la paleta primaria 50A. Esto extrae el fluido dentro del espacio de abertura a través del puerto de entrada inferior 26 del alojamiento inferior 14. La paleta secundaria 98B también comienza a moverse a la posición cerrada con respecto a la paleta primaria 50A. El fluido ubicado en la cámara entre la paleta primaria 50A y la secundaria 98 se comprime por tanto o se fuerza hacia fuera - - del puerto de descarga superior 26 del alojamiento superior 16. De manera similar, el fluido ubicado entre la paleta secundaria 98A y la paleta primaria 50B se descarga a través del puerto inferior 24 (no mostrado) del alojamiento inferior 14, mientras la paleta secundaria 98A comienza a moverse a la posición cerrada con respecto a la paleta primaria 50B. El fluido también se extrae a través del puerto de entrada 24 del alojamiento superior 16 mientras que la paleta secundaria 98B se mueve hacia una posición abierta con respecto a la paleta primaria 50B. Las Figuras 10C y 10D muestran la rotación adicional del eje 32 en incrementos de aproximadamente 45 grados. Cuando el montaje de segundo eje 100 se encuentra en la posición de 0 grados, el cronometraje es tal que las cámaras creadas por las paletas primaria y secundaria 50, 98 permanece en comunicación continua con los puertos 24, 26 durante generalmente el choque completo de la paleta 50 entre las posiciones cerrada y abierta. De esta manera el fluido continúa extrayéndose o descargándose de las cámaras mientras las paletas secundarias 98 se mueven a las posiciones ya sea abierta o cerrada durante la rotación del eje 32. La Figura 10E muestra la bomba 10 después de girar el eje 32 180 grados. La paleta secundaria 98B se encuentra en la posición totalmente cerrada con respecto a la paleta primaria 50A, justo como se encontraba la paleta secundaria cuando el eje 32 se encontraba en la posición de 0 grados en la Figura 10A. Al continuar girando el eje 32, el proceso se repite de manera que el fluido entra en la bomba, se comprime y se descarga mediante la reciprocación de la paleta secundaria entre las posiciones abierta y cerrada, ocasionada por la rotación del anillo de soporte 116 alrededor de su eje de anillo de soporte oblicuo 246. Al girar el montaje de segundo eje fijo 100 a diferentes posiciones fijas, la flujo de fluido a través de la bomba 10 puede ajustarse e incluso revertirse sin cambiar la dirección de rotación del eje de entrada 32. La Figura HA muestra la bomba 10 con la palanca 120 girada totalmente 180 grados desde la posición de 0 grados de las Figuras 9A-9D. En esta posición, el montaje de segundo eje 100 se orienta de manera que el eje de anillo de soporte 246 se orienta a un ángulo de aproximadamente 45 grados a la izquierda del eje primario 33, como se observa en la Figura HC, o aproximadamente 90 grados de la orientación del eje 246 como se muestra en la Figura 9C. en esta posición, el plano de control 247 cae en un plano sustancialmente horizontal que es generalmente el mismo o paralelo al plano de las pestañas 20 que dividen el alojamiento 12. En la configuración de las Figuras HA-HD, el puerto delantero 26 del alojamiento superior 16 y el puerto - -
24 del alojamiento inferior 14 sirven como puertos de entrada, mientras que el puerto 24 del alojamiento superior 16 y el puerto 25 del alojamiento inferior 14 sirven como puertos de descarga. Las Figuras 12A-12E muestran vistas secuenciadas de la bomba 10, con la palanca de control 120 girada a la posición de 180 grados, mientras que el eje de entrada gira a 180 grados de rotación. En la Figura 12A, la bomba 10 se muestra con la paleta secundaria 98A en la posición totalmente cerrada contra la paleta primaria 50A. La paleta 98A también se encuentra en una posición totalmente abierta con respecto a la paleta primaria 50B. con referencia a la Figura 12B, mientras el eje de entrada 32 gira, como se muestra mediante la flecha, la paleta secundaria 98A comienza a moverse a la posición abierta con respecto a la paleta primaria 50A. El espacio o cámara formado entre la paleta secundaria 98A y la paleta 50A se encuentra en comunicación continua con el puerto 26 del alojamiento superior 16 dado que se encuentra movido a la posición abierta. El incremento en volumen de esta cámara mientras gira el eje 32, como se muestra en las Figuras 12C y 12D, extrae el fluido a través del puerto delantero superior 26. Mientras esto ocurre, la paleta secundaria 98B se mueve a la posición cerrada con respecto a la paleta primaria 50a forzando el fluido entre estas paletas 98B, 50A a través del puerto delantero 26 del -
alojamiento inferior 14. La Figura 12E muestra la bomba después de girar el eje 32 a 180 grados. La paleta secundaria 98B se encuentra ahora en posición cerrada con respecto a la paleta primaria 50A de manera que puede repetirse el proceso. Con la palanca 120 en la posición de 180 grados, el fluido se descarga también a través del puerto posterior 24 en el alojamiento superior 16 y se introduce a través del puerto posterior 24 del alojamiento inferior 14 de manera similar a la ya descrita con respecto a los puertos delanteros 26. Los puertos 24, 25 permanecen generalmente en comunicación constante con una de las cámaras creadas por las paletas 50, 98 durante el choque completo de la paleta 98 entre las posiciones abierta y cerrada. Las Figuras 13A-13D ilustran la bomba 10 en un modo intermedio o neutro, con la palanca de control 120 orientada en una posición recta de 90 grados. En esta posición, el montaje de segundo eje 100 se encuentra orientado de manera que el eje de anillo de soporte 246 cae en un plano perpendicular a las pestañas de alojamiento 20 y se orienta a un ángulo de 45 grados por debajo del eje primario 33, como se observa en la Figura 13D. En esta orientación, el plano de control 247 se encuentra en la posición de 90 grados o vertical, como se observa en la Figura 8C. En este modo, los puertos 24, 26, solo se comunican aproximadamente el 50% del - tiempo con las cámaras creadas por las paletas 50, 98. La Figura 14a muestra la paleta secundaria 98 en una posición central o intermedia, con la paleta primaria 50 orientada de manera que cubre y sella los puertos 24, 26. Mientras que el eje de entrada 32 gira desde su posición intermedia, como se muestra en la Figura 14B, el puerto 26 del alojamiento superior 16 comienza a comunicarse con la cámara entre la paleta secundaria 98B y la paleta primaria 50a, y el puerto 26 del alojamiento inferior 14 se comunica con la cámara entre la paleta secundaria 98 a y la paleta primaria 50a. Mientras que la paleta secundaria 98B se mueve hacia la posición abierta con respecto a la paleta primaria 50a, algo del fluido se extrae a través del puerto 26 del alojamiento superior 16. De manera similar, la paleta secundaria 98a se mueve hacia la posición cerrada con respecto a la paleta primaria 50a de manera que el fluido se impulsa fuera del puerto inferior 26. La Figura 14C muestra la paleta secundaria 98B en la posición totalmente abierta con respecto a la paleta primaria 50a. La paleta secundaria 98a que se encuentra oculta a la vista, se encuentra en la posición totalmente cerrada con respecto a la paleta primaria 50a, con el espacio cerrado entre la paleta primaria 50a y la paleta secundaria 98a en comunicación con el puerto delantero primario 26 del alojamiento inferior 14.
Después de girar el eje 32 adicionalmente, como se observa en la Figura 14D, algo del fluido se impulsa fuera del alojamiento superior 16 a través del puerto 26 mientras que la paleta secundaria 98B se mueve ahora a la posición cerrada con respecto a la paleta 50A. el fluido se extrae también a través del puerto inferior 26 mientras la paleta secundaria 98A se mueve a la posición abierta en relación a la paleta primaria 50A. La Figura 14E muestra la bomba 10 después de la rotación del eje 32 a 180 grados de su posición original de la Figura 14a. La paleta secundaria 98 se encuentra una vez más en la posición intermedia, como la de la Figura 14a, y el proceso se repite. Con la palanca de control 120 en la posición de 90 grados, como se describió, los puertos 26 del alojamiento inferior y superior 14, 16 solo se comunican con las cámaras definidas por las paletas primaria y secundaria 50, 98 aproximadamente el 50% del tiempo. Esto da como resultado volúmenes iguales de fluido extraídos y descargados a través de cada uno de los puertos delanteros 26 en el alojamiento superior e inferior durante este modo neutral. La operación es la misma con respecto a la flujo de fluido a través de los puertos posteriores 24 en el alojamiento inferior y superior 14, 16. El fluido neto circulado a través de la bomba 10 es en consecuencia esencialmente cero. Al girar la palanca de control 120 entre las 90 grados y la de 180 grados, que se muestra en la Figura 12A. Aunque no se muestran, otros medios podrían proporcionarse para girar el montaje de segundo eje 100. Por ejemplo, el eje 40 podría acoplarse a un engrane de gusano para girar el segundo eje a varias posiciones. Este a su vez podría acoplarse a un controlador que ocasionaría que el montaje de segundo eje gire para controlar y ajustar automáticamente la flujo de fluido o la capacidad de la bomba 10. De esta manera, la capacidad de circulación e incluso la dirección del flujo pueden ajustarse automáticamente remotos de la máquina de fluido. La máquina de fluido descrita anteriormente se basa en un montaje de anillo de soporte interno que guía la acción alternante de la paleta secundaria. Alternativamente, estos tipos de máquinas esféricas de fluido pueden tener el anillo de soporte de guía montado de manera exterior. La Patente de E.U. No. 5,199,864 describe una bomba de alguna manera similar a la de la Patente de E.U. No. 6,241,493 y describe también una modalidad (la "segunda modalidad") que utiliza un anillo de soporte exterior para guiar el movimiento alternante de las paletas. En una modalidad particular alternativa (la "segunda modalidad") que se ilustra en las Figuras 15-16 un collar 312 de mayor diámetro que tiene pivotes que sobresalen hacia adentro 387 y 388 sirve como el - medio para controlar la reciprocación del miembro secundario 330 en relación a la rotación del miembro primario 320. El diámetro interior del collar 312 caza con el diámetro interior de la superficie interior esférica 274 del alojamiento 370 a fin de proporcionar una superficie esférica lisa. El alojamiento 370 se modifica para definir una trayectoria angular 400 entre las dos mitades del alojamiento 370 para recibir el collar 312 en el mismo. También se encuentran recibidos dentro de la trayectoria 400 cojinetes en forma de limpiadores 385 y 386 para mejorar la rotación del collar 312 dentro de la trayectoria 400. El alojamiento 370 se forma en dos mitades unidas por medio de medios convencionales a lo largo de la trayectoria 400 para permitir el montaje del collar 312 y los cojinetes 385 y 386 dentro de la trayectoria 400. Un miembro central 333 proporciona la superficie de engranaje pivotal entre el miembro primario 320 y el miembro secundario 330. Las otras características de la estructura y operación de este diseño de anillo de soporte externo son sustancialmente iguales a las de la Patente de E.U. No. 6,241,493 excepto, por supuesto, que los cambios en las superficies interiores de las paletas 321, 322 y 332 se modifican preferentemente para acomodar un miembro central 133. De manera similar, el alojamiento 370 de la segunda modalidad se modifica para acomodar la trayectoria 400 en el mismo, para producir la construcción mostrada en la Figura 15. Muchas de las modalidades de mejoras de la presente invención tienen aplicación en este tipo de diseño de anillo de soporte exterior. Estos dispositivos de la técnica anterior tienen varias ventajas. Como bombas son altamente eficientes, bombeando sustancialmente dos veces el volumen libre del interior de la bomba por cada revolución del eje de entrada, cuando se utilizan en el modo de circulación completa. Los dispositivos no necesitan purgarse como muchos dispositivos de la técnica anterior. Pueden utilizarse para muchas diferentes aplicaciones y con una variedad de fluidos diferentes, tanto compresibles como no compresibles. Pueden utilizarse como bombas de vacío. Los dispositivos pueden incluso utilizarse como motores. Como se mencionó previamente, las máquinas de fluido de la técnica anterior recién descritas, aunque tienen muchas ventajas, tienen problemas en algunas aplicaciones. Debido a que no existe contacto entre las paletas y la esfera interna y el alojamiento de la máquina, la máquina de fluido recién descrita tiene el potencial para uso durante una larga vida. En uso constante, sin embargo, pueden presentarse inestabilidades que dan como resultado la vibración de las estructuras internas, ocasionando por ejemplo una interferencia no deseada entre las superficies exteriores de - - las paletas 52, 54 y del interior del alojamiento 12 y/o las superficies exteriores de la porción esférica 103 y la tapa de extremo 108. En consecuencia, existe la necesidad de aumentar la rigidez de la estructura interna de la máquina de fluido. La Figura 17 muestra un cambio en el diseño que es parte de la presente invención que mejora significativamente la rigidez de la estructura interna de la máquina de fluido. En el extremo interior del eje de rotación 32 se extiende un niple 133 en la tapa de extremo 108 y se une giratoriamente por medio de un montaje de cojinete adecuado (no mostrado). Este niple extendido proporciona una rigidez significativamente aumentada al diseño sin aumentar significativamente la carga en el eje de rotación. El niple extendido permite también la inclusión de una trayectoria para un fluido enfriador lubricante a través de la esfera central 115 que es otra parte de la presente invención. Alternativamente, la rigidez deseada puede suministrarse mediante una extensión 135 desde la esfera central 115 unida giratoriamente al eje giratorio 32 como se muestra en la Figura 18. Debe reconocerse que la rigidez deseada de este cambio podría lograrse también mediante implementaciones mecánicas relacionadas, tales como un manguito que se extiende desde la esfera central 115 y que circula el eje giratorio 32 con un montaje apropiado de cojinete para mantener el eje girando, o tal como un acoplamiento giratorio - - entre la paleta primaria 50a y la tapa de extremo 108. Estas últimas dos versiones de la solución de rigidez no se muestran en los dibujos. El uso de la máquina de fluido de la técnica anterior ya sea como compresor de gas puede conducir a operaciones en las cuales la temperatura interior de la máquina de fluido se eleva significativamente debido al calor generado por los gases de compresión. Debido a que existen mínimas trayectorias de conducción de calor entre la esfera interna y el alojamiento de bomba, en donde las paletas exteriores portan calor, existe la necesidad de otra forma de retiro del calor. En consecuencia, en otra modalidad, la adición del niple extendido 133 o la extensión 135 recién descrita proporciona una conexión para una trayectoria de fluido que permite la circulación de un fluido enfriador lubricante a través de la esfera interior de la máquina de fluido. La Figura 17 y la Figura 18 muestran tal solución, con un fluido enfriador lubricante fluyendo a través del eje de rotación, llenando las secciones interiores de la esfera central 115, incluyendo todos los montajes de cojinete, y después circulando fuera a través del segundo eje 40. Esto se muestra como las líneas oscuras comenzando en el punto 137 y saliendo en el eje 40 en el punto 139. En otra modalidad, dirigida al retiro de calor de la esfera central de la máguina de fluido de la técnica - -
anterior, se crea una trayectoria térmica mejorada desde la esfera central, proporcionando sellos metálicos entre las dos paletas y la esfera central y sellos metálicos entre las dos paletas y el alojamiento de la máquina de fluido. En el caso de máquinas de fluido metálicas, existe entonces una trayectoria de conducción térmica en toda la ruta desde la esfera central hasta el exterior de la máquina de fluido que proporciona un enfriamiento mejorado de la esfera central. El uso de tales sellos proporciona un beneficio adicional para eliminar el escape de gases comprimidos entre el lado de succión y compresión de la máquina de fluido. También, para inhibir la fuga de fluido y con referencia a la Figura 3 y la Figura 4, preferentemente se proporcionan los sellos (no mostrados) entre el eje adaptador 74 y las aberturas 94; de manera similar se proporcionan sellos (pero no se muestran) entre el eje adaptador 96 y las aberturas 72, entre los bordes laterales externos 72 de las mitades de paleta primaria 56, 58 y los bordes laterales internos 89 de las mitades de paleta secundaria 76, 78 y entre los bordes estrechos 83 de las mitades de paleta secundaria 76, 78 y las porciones de bisagra 66, 68 de las mitades de paleta primaria 56, 58. Debe reconocerse que tales sellos podrían elaborarse de materiales plásticos o elastoméricos de alto desempeño si la función de sellado es más importante que los problemas de transferencia térmica. Alternativamente, los sellos de esta -
modalidad pueden ser sellos de cepillo o sellos de laberinto, que se conocen comúnmente. Además, los sellos de esta modalidad, al utilizarse para la flujo de fluidos compresibles pueden aumentar y/o reemplazarse con la introducción de un fluido relativamente no compresible, tal como aceite o agua lubricante, en los puertos 24, 26 de la máquina de fluido. El uso de la máquina de la técnica anterior como se describió anteriormente, fue limitado en que no proporciona fuerzas de balance sobre la paleta secundaria mientras se acerca a la posición relativamente cerrada con respecto a la paleta primaria. Como se muestra en la Figura 19, la paleta secundaria 98B alcanza la posición relativamente cerrada con respecto a la paleta primaria 50B. la presión del fluido que se presuriza en la cámara 301 ejerce una fuerza ilustrada en la dirección general 101, cuya fuerza de presión no se balancea en las máquinas de la técnica anterior mediante la fuerza ilustrada en la dirección general 103, cuya fuerza se debe al retraso del impulso de la paleta secundaria 98B. En una modalidad de la presente invención, el peso o densidad de la paleta secundaria 98B se ajusta para balancear la fuerza del impulso 103 con fuerza de presión 103, que disminuye el desgaste en las superficies internas y los cojinetes entre las paletas secundarias 98a, 98B y el anillo de soporte 116, y entre el anillo de soporte 116 y el eje de anillo de - -
soporte 104. Este ajuste de peso o densidad puede lograrse mediante cualquier combinación de los siguientes medios: selección de materiales de densidades diferentes o combinación compuesta de materiales cuya combinación logra densidades diferentes, y/o espacios vacíos en las paletas. El uso de la máquina de la técnica anterior, como se describió anteriormente fue limitado en que no proporciona un incremento en la energía de impulso almacenada en la paleta primaria. En una modalidad de la presente invención, el peso o densidad de la paleta primaria 52 se hace más pesado en relación al peso o densidad de la paleta secundaria 54, permitiendo la rotación antes mencionada de la paleta primaria 52 alrededor del eje de entrada 32 para proporcionar energía de impulso almacenada adicional, cuya energía adicional es ventajosa en la operación eficiente y suave operación de la máquina de fluido. El uso de la máquina de la técnica anterior, como se describió anteriormente fue limitado en la circulación de un solo fluido a través de la máquina. En otra modalidad de la presente invención, se ocasiona la circulación de múltiples fluidos a través de la misma máquina. Las Figuras 20A-20E muestran vistas secuenciadas de la bomba 10 en operación con la palanca de control 120 en la posición de 0 grados mientras el eje de entrada 32 gira 180 grados de revolución y mientras simultáneamente dos fluidos circulan a - través de su interior. Por conveniencia conceptual, la mayoría de la mitad de alojamiento inferior 14 no se muestra, como se trató con las Figuras 10A-10E, el movimiento del eje de entrada 32 ocasiona que cada paleta secundaria 98A, 98B se alterne o se mueva de ida y vuelta entre una posición totalmente abierta y una posición totalmente cerrada con respecto a las paletas primarias 50A, 50B. la cámara 301 se define como el espacio entre la paleta primaria 50B y la paleta secundaria 98B, la cámara 302 se define como el espacio entre la paleta primaria 50B y la paleta secundaria 98A, la cámara 303 se define como el espacio entre la paleta primaria 50A y la paleta secundaria 98A, y la cámara 304 se define como el espacio entre la paleta primaria 50A y la paleta secundaria 98B. En la modalidad ilustrada, la circulación simultánea de dos fluidos se logra conectando el puerto superior 24 a una primera fuente de fluido y el puerto inferior 26 a una segunda fuente de fluido. El puerto inferior 24 actúa como una salida para el primer fluido y el puerto superior 26 actúa como una salida para el segundo fluido. La Figura 20F muestra ese concepto mostrando solo las aberturas de puerto. El primer fluido 196 entra a la abertura superior de puerto 24 y sale en la abertura inferior de puerto 24. El segundo fluido 196 entra a la abertura inferior de puerto 26 y sale en la abertura superior de - - puerto 26. En las secuencias mostradas en las Figuras 20A- 20E, el primer fluido circula desde la primera fuente de fluido a través del puerto superior 24 en la cámara 301, y desde la cámara 302 del puerto inferior 24. Simultáneamente, el segundo fluido circula desde la segunda fuente de fluido a través del puerto inferior 26 en la cámara 303, y desde la cámara 304 fuera del puerto superior 26. Esta separación de flujos de los dos fluidos se facilita mediante los sellos previamente tratados entre las paletas y el interior del alojamiento 12, entre las paletas y el exterior de la esfera central 115, y entre las paletas primarias 50A, 50B y las paletas secundarias 98A, 98B. De manera similar a la descrita para las Figuras 20A-20E, mientras el eje de entrada 32 gira a través de otros 180 grados de rotación, el primer fluido circula desde la primera fuente a través del puerto superior 24 dentro de la cámara 302, y desde la cámara 301 fuera del puerto inferior 24. Simultáneamente, el segundo fluido circula desde la segunda fuente a través del puerto inferior 26 dentro de la cámara 304, y desde la cámara 303 fuera del puerto superior 26. En la modalidad ilustrada, las cámaras 301 y 302 transfieren solo el primer fluido a través de los puertos superior e inferior 24, y las cámaras 303 y 304 transfieren solo el segundo fluido a través de los puertos superior e inferior 26.
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Otra modalidad que utiliza la circulación simultánea de dos fluidos combina el uso dual de la máquina de fluido como bomba/compresor/vacío o también como motor de manera simultánea. Como ejemplo de este uso dual, el primer fluido introducido a través del puerto superior 24 puede ser un gas comprimido, cuya expansión mueve las paletas secundarias 98A, 98B que a su vez giran el anillo de soporte 116 alrededor del eje de rotación de anillo de soporte y gira las paletas primarias 50A, 50B alrededor de el eje de rotación de la paleta primaria. Este movimiento a su vez energiza el movimiento del segundo fluido introducido a través del puerto inferior 26. En esta modalidad, los dos fluidos no necesitan .ser fluidos diferentes, sino que pueden ser el mismo fluido sirviendo al propósito doble de bombear fluido y energizar-proprocionar fluido. La máquina esférica de fluido de la técnica anterior es altamente versátil en que puede operar como una bomba de fluido o como un compresor de gas. Aún en otra modalidad, al utilizar la circulación simultánea de dos fluidos, la bomba proporciona dos flujos de diferentes relaciones de compresión. Esto se logra variando la relación de volúmenes máximos a mínimos de al menos una de las cámaras en comunicación con la primera fuente de fluido en comparación con la relación de los volúmenes máximo a mínimo de al menos una de las cámaras en comunicación con la segunda -
fuente de fluido. En esta modalidad, los dos fluidos no son necesariamente diferentes en composición, pero, por ejemplo, pueden ser el mismo gas comprimido a dos diferentes relaciones de compresión. Una modalidad para variar dichas relaciones de compresión se ilustra en la Figura 21. El eje longitudinal del eje de anillo de soporte 104 se orienta a un ángulo oblicuo de 35 grados con respecto al eje del segundo eje 40 , en lugar de un ángulo oblicuo de 45 grados como se muestra en la Figura 8B. Esto incrementa el tamaño mínimo de las cámaras 301-304 mientras que las paletas primarias 50A, 50B giran alrededor del eje del eje de entrada 32 mientras que mueven las paletas secundarias 98A, 98B pivotalmente entre las posiciones relativamente abierta y cerrada con respecto a las paletas primarias 50a, 50B. La placa de ajuste de compresión 251 se encuentra unida a la paleta secundaria 98B en el lado dirigido a la paleta primaria 50B, reduciendo el volumen mínimo de la cámara 301. La placa de ajuste de compresión 252, que preferentemente pero no necesariamente la misma placa de ajuste de compresión 251, se encuentra unida a la paleta secundaria 98A en el lado dirigido a la paleta primaria 50B, reduciendo el volumen mínimo de la cámara 302. De esta manera, las relaciones de compresión de todas las cuatro cámaras pueden alterarse independientemente. Las relaciones de compresión de cualquiera de las cámaras pueden - - alterarse mediante cualquiera de varios métodos aparentes para el experto en la técnica, incluyendo la sujeción de las placas de ajuste de compresión a la paleta primaria, la alteración de la forma o anchura de cualquiera de las paletas 50a, 50B o 98a, 98B mediante uniones o mediante placas móviles unidas a hojas inflables o cilindros hidráulicos por ejemplo, instalados hidráulicamente o extendidos por medio del fluido de enfriamiento a través de canales como se mencionó previamente, o combinaciones de los mismos, todos con o sin la alteración del ángulo formado entre el eje de anillo de soporte 104 y el eje 40. Para una modalidad que circula dos corrientes de gas, la máquina de fluido de la invención proporciona diferentes relaciones de compresión a las dos corrientes de gas simultáneamente. También, cuando la máquina de fluido se utiliza como compresor, el tamaño de puerto se elabora a propósito pequeño y/o estrecho con respecto a la brecha entre las paletas 52 y 54, para asegurar un buen desempeño de compresión. Cuando la misma máquina de fluido se necesita para bombear principalmente fluidos no compresibles, se necesita un tamaño mas grande o más amplio de puerto para asegurar que exista comunicación entre el puerto de salida y las cámaras de compresión durante el ciclo completo de compresión para evitar que el fluido bloquee la bomba. Esta adaptabilidad puede proporcionarse, proveyendo la máquina de - - fluido con puerto o puertos con tamaños y/o formas para acomodar fluidos no compresibles. Ese puerto normal puede alterarse entonces a un tamaño menor y/o más estrecho para asegurar un buen desempeño de compresión cuando se mueven fluidos no compresibles tales como gases. Ese cambio en los tamaños y/o formas de puerto puede proporcionarse por medio de un número de selecciones de diseño. Una modalidad preferida sería el uso de un inserto de puerto que podría instalarse en campo al cambiar la máquina de fluido de una bomba de fluido hidráulica a un compresor de gas. La Figura 22 demuestra la adición de un inserto de puerto 27 en el puerto 25. Este inserto de puerto podría unirse estrechamente mediante cualquier número de métodos incluyendo pero sin limitarse a pernos, tornillos, abrazaderas, etc. El uso de la máquina de la técnica anterior como se describió anteriormente fue limitado en la circulación de dos corrientes de fluido a través de la máquina solo a la misma relación de flujo. En otra modalidad de la presente invención, las Figuras 23a-23E muestran vistas secuenciadas de la bomba 10 en operación con la palanca de control 120 en la posición de 0 grados mientras el eje de entrada 32 gira a 180 grados de revolución y mientras simultáneamente circulan dos corrientes de flujo a dos diferentes relaciones de flujo a través de su interior. Por conveniencia conceptual, la mayoría de la mitad de alojamiento inferior no se muestra.
Como se trató con las Figuras 20A-20E, el movimiento del eje de entrada 32 ocasiona que cada paleta secundaria 98A, 98B se alterne o se mueva de ida y vuelta entre una posición totalmente abierta y una posición totalmente cerrada con respecto a las paletas primarias 50A, 50B, variando los volúmenes de las cámaras 301-304 como se describió previamente. La circulación simultánea de múltiples corrientes de fluido a diferentes relaciones de flujo se logra girando los puertos 26 alrededor del eje del eje de entrada 32 en relación a los puertos 24. En la modalidad ilustrada, los puertos 26 giran 20 grados alrededor del eje del eje de entrada 32. El puerto 24 se conecta a una primera fuente de fluido y el puerto 26 a una segunda fuente de fluido. El puerto inferior 24 actúa como una salida para el primer fluido y el puerto superior 26 actúa como una salida para el segundo fluido. En esta modalidad, los primero y segundo fluidos pueden ser ya se el mismo fluido o diferentes fluidos. En las secuencias mostradas en las Figuras 23a-23E, la relación neta de flujo del segundo fluido desde la fuente de segundo fluido a través del puerto inferior 26 ha disminuido, debido a la alteración de los puertos 26 con respecto a la abertura y cierre de las paletas secundarias 98a, 98B con respecto a las paletas primarias 50a, 50B de una manera similar a la previamente descrita cuando el montaje de segundo eje 100 gira a varias posiciones fijas como se - - describió para las secuencias en las Figuras 10a-10E, 12a- 12E, 14a-14E. En esta modalidad la posición de rotación de los puertos 26 alrededor del eje del eje de entrada 32 en relación a los puertos 24 puede lograrse a través de varios medios. Uno de tales medios sería proporcionar insertos de puerto excéntricos 27a como se muestra en la Figura 24. Los puertos superior e inferior 26 giran de esta manera a un grado similar para evitar el bloqueo de fluido de la máquina de fluido. Este medio de inserto también puede emplearse alternativamente con el anillo de soporte en el exterior del interior del alojamiento, como se muestra por Stecklein en la Patente de E.U. No. 5,199,864. Como se muestra en la Figura 25, otro de tales medios es dividir las mitades de alojamiento 14, 16 en secciones de cuartos 14a, 14B, 16a, 16B a lo largo del plano perpendicular al eje del eje de entrada 32 e intersectar el centro de la esfera central 115. Se proporcionan pestañas en cada sección de cuarto para permitir el sellado de las secciones de cuarto 14a, 16a a las secciones 14B, 16B después de la rotación de los puertos 24 a una nueva posición fija (por ejemplo, girando las secciones de cuarto 14B, 16B alrededor del eje del eje de entrada 32) . También pueden emplearse medios adicionales para girar los puertos 24 alrededor del eje del eje de entrada 32 en relación a los puertos 26, como será fácilmente aparente para los expertos en la técnica. esta modalidad puede implementarse independientemente o en combinación con cualquier número de las modalidades antes mencionadas que proporcionan la circulación de múltiples fluidos, que proporcionan relaciones de compresión múltiples simultáneas, que proporcionan el retiro de calor del interior de la bomba, que proporcionan puertos que pueden cambiarse para cambiar el uso entre bomba y compresor o que proporcionan estabilización de la estructura. Las modalidades adicionales que varían independientemente las relaciones de flujo relativas a través de al menos dos puertos, son posibles como es evidente para el experto en la técnica. Estas incluyen alterar la forma o uno o más ángulos de superficie de cualquiera de las paletas 50a, 50B, 98a, 98B, cuya alteración de forma puede lograrse opcionalmente mediante placas conducidas por hojas hidráulicas, proporcionando ajustes correspondientes a la flujo de fluido (s) a través de las cámaras 301-304. Otra modalidad incluye proporcionar una trayectoria para una circulación relativa de una ruta entre las cámaras. La trayectoria de flujo puede ser a través o alrededor de una paleta, y se inclina o se provee de válvulas de preferencia para permitir el flujo en una dirección. Una ventaja significativa de esta modalidad de la presente invención es gue no reguiere válvulas en el sentido - - tradicional. Las válvulas son propensas al desgaste y a obstruirse de depósitos acumulados, que son ambas desventajas para un dispositivo utilizado en una base continua. Habiendo descrito la presente invención por referencia a ciertas de sus modalidades preferidas, se anota que las modalidades descritas son ilustrativas más que limitantes en naturaleza y que se contempla un amplio rango de variaciones, modificaciones, cambios, y sustituciones en la descripción anterior y, en algunas instancias, algunas características de la presente invención pueden emplearse sin el uso correspondiente de las otras características. Muchas de tales variaciones y modificaciones pueden considerarse obvias y deseables por los expertos en la técnica en base a una revisión de la descripción anterior de las modalidades preferidas. En consecuencia es apropiado que las reivindicaciones anexas se consideren ampliamente y de una manera consistente con el alcance de la invención.
Claims (55)
- -
- REIVINDICACIONES 1. Una máquina de fluido que comprende: un alojamiento que tiene una pared que define un interior generalmente esférico, teniendo dicho alojamiento al menos un abertura de puerto en comunicación con dicho interior de dicho alojamiento; un primer eje instalado para girar con relación a dicho alojamiento alrededor de un eje primario, en donde al menos una porción de dicho primer eje se extiende a través de la pared del alojamiento; al menos una paleta primaria colocada dentro de dicho interior de dicho alojamiento gue gira alrededor de dicho eje primario de dicha primera flecha; al menos una paleta secundaria colocada dentro del interior de dicho alojamiento e instalada en dicha paleta primaria sobre un primer eje pivotal, oscilando pivotalmente dicha paleta secundaria entre las posiciones cerrada y abierta relativamente alternantes con respecto a dicha paleta primaria y que definen al menos una cámara dentro de dicho interior de alojamiento que tiene un volumen que varía a medida que se gira dicha paleta primaria alrededor de dicho eje primario; en donde un primer fluido y un segundo fluido fluyen a través de la máguina de fluido. 2. La máquina de fluido de la reivindicación 1 en - donde dicho primer fluido se utiliza para energizar dicha máquina y dicho segundo fluido se bombea, comprime o bombea al vacío.
- 3. La máquina de fluido de la reivindicación 1 en donde dicho primer fluido y dicho segundo fluido se dan a dos diferentes velocidades de flujo.
- 4. La máquina de fluido de la reivindicación 3 en donde dichas dos diferentes velocidades de flujo se proporcionan al girar las aberturas de puerto a nuevas posiciones fijas con relación a dicho eje primario.
- 5. La máquina de fluido de la reivindicación 3 en donde dichas dos diferentes velocidades de flujo se proporcionan al modificar la forma o ángulo de la cara de una o más paletas .
- 6. La máquina de fluido de la reivindicación 5 en donde dicha alteración de la forma o ángulo de cara de una o más paletas se energiza mediante fluido presurizado.
- 7. La máquina de fluido de la reivindicación 3 en donde dichas dos diferentes velocidades de flujo se proporcionan mediante la provisión de una trayectoria de flujo relativamente de una vía entre las cámaras de fluido.
- 8. La máquina de fluido de la reivindicación 7 en donde dicha trayectoria de flujo relativamente de una vía entre dichas cámaras se realiza a través de una trayectoria de flujo alrededor de un paleta. -
- 9. La máquina de fluido de la reivindicación 7 en donde dicha trayectoria de flujo relativamente de una vía entre dichas cámaras se realiza a través de una trayectoria de flujo a través de una paleta.
- 10. La máquina de fluido de la reivindicación 1 en donde dicha al menos una abertura de puerto es ajustable y tiene una primera abertura capaz de ajustar la comunicación continua de fluido con una cámara de cierre de aproximación para que fluyan fluidos no compresibles pero puede ajustarse a una segunda abertura para que fluyan fluidos compresibles.
- 11. La máquina de fluido de la reivindicación 10 en donde dichas primera y segunda aberturas de puerto se diferencian por el tamaño.
- 12. La máquina de fluido de la reivindicación 10 en donde dichas primera y segunda aberturas de puerto se diferencian por la forma.
- 13. La máquina de fluido de la reivindicación 10 en donde dichas primera y segunda aberturas de puerto se realizan mediante un inserto de puerto.
- 14. La máquina de fluido de la reivindicación 3 en donde dichas dos diferentes velocidades de flujo se proporcionan al utilizar una abertura de puerto excéntrico ajustable.
- 15. La máquina de fluido de la reivindicación 1 en donde dicho primer fluido y dicho segundo fluido se - proporcionan a diferentes tasas de compresión.
- 16. La máquina de fluido de la reivindicación 15 en donde al menos una de dichas diferentes tasas de compresión se obtienen al modificar la forma o ancho de la paleta.
- 17. La máquina de fluido de la reivindicación 16 en donde dicha modificación de forma o ancho de la paleta se energiza mediante fluido presurizado.
- 18. La máquina de fluido de la reivindicación 1 en donde dicha paleta secundaria se ajusta en peso o densidad a fin de proporcionar el impulso cerca de la posición relativamente cerrada con respecto a dicha paleta primaria que equilibra la fuerza ejercida sobre dicha paleta secundaria mediante el fluido presurizado en dicha al menos una cámara.
- 19. La máquina de fluido de la reivindicación 18 en donde dicho ajuste se logra al modificar la densidad de los materiales de fabricación de dicha paleta secundaria.
- 20. La máquina de fluido de la reivindicación 18 en donde dicho ajuste se logra al modificar la cantidad de espacio vacío o material total en la construcción de la paleta secundaria.
- 21. La máquina de fluido de la reivindicación 1 en donde dicha paleta primaria se ajusta en peso o densidad para hacerla pesada con relación al peso o densidad de la paleta - secundaria para proporcionar energía de impulso adicional almacenado, cuya energía es adicionalmente ventajosa en la operación eficiente y operación uniforme de la máquina de fluido.
- 22. La máquina de fluido de la reivindicación 1 en donde dicha paleta secundaria se acopla pivotalmente a un anillo de soporte, a fin de que dicha paleta secundaria gire alrededor de un segundo eje pivotal perpendicular al eje de rotación de dicho anillo de soporte causando que dicha paleta secundaria se alterne entra las posiciones relativamente abierta y cerrada a medida que dicha paleta secundaria gira alrededor de dicho eje primario por dicha primera flecha; orientándose el eje de rotación de dicho anillo de soporte en un ángulo oblicuo con relación a dicho eje primario de dicha primera flecha.
- 23. La máquina de fluido de la reivindicación 22 que comprende además una segunda flecha que se extiende hacia dicho interior de dicho alojamiento opuesto a dicha flecha giratoria, teniendo dicha segunda flecha una porción esférica alrededor de la cual gira dicha paleta primaria y en donde dicho anillo de soporte se transporta de manera giratoria sobre dicha porción esférica de dicha segunda flecha.
- 24. La máquina de fluido de la reivindicación 23 en donde dicha primera flecha se acopla de manera giratoria a dicha porción esférica de dicha segunda flecha para proporcionar rigidez a la estructura.
- 25. La máquina de fluido de la reivindicación 24 en donde dicho acoplamiento giratorio se realiza por una extensión de una porción de dicha primera flecha en dicha porción esférica de dicha segunda flecha.
- 26. La máquina de fluido de la reivindicación 24 en donde dicho acoplamiento giratorio se realiza por una extensión de una porción de dicha porción esférica de dicha segunda flecha en dicha primera flecha.
- 27. La máquina de fluido de la reivindicación 24; en donde se proporciona un canal de fluido a través del centro de dicha primera flecha, hacia dicha porción esférica de dicha segunda flecha, y fuera de dicha segunda flecha, proporcionando un flujo de lubricante y/o refrigerante a través del miembro interior de dicha máquina de fluido.
- 28. La máquina de fluido de la reivindicación 23 en donde los sellos se instalan en ambas paletas primaria y secundaria para poner en contacto dicho alojamiento durante la operación y en donde los sellos se instalan en ambas paletas primaria y secundaria para poner en contacto dicha porción esférica de dicha segunda flecha durante la operación.
- 29. La máquina de fluido de la reivindicación 23 en donde dicha segunda flecha se instala de manera ajustable a dicho alojamiento de manera que dicha segunda flecha puede - - posiciones de 0 grados y 180 grados, la circulación del fluido puede aumentar o disminuir precisamente de una manera suave y continua, y puede dirigirse en cualquier dirección de circulación. Esto se debe al incremento en la cantidad de tiempo en que los puertos internos y los puertos externos se comunican con las cámaras 248, 250 formadas por las paletas 50, 98 durante los choques de expansión y compresión respectivamente, de la paleta secundaria 98. De este modo, por ejemplo, mientras gira la palanca 120 de la posición de 90 grados a la neutral hacia la posición de 0 grados de la Figura 10a, la longitud de tiempo en que el puerto delantero 26 del alojamiento superior 16 se comunica con la cámara formada por la paleta primaria 50a y la paleta secundaria 98, mientras las paletas secundarias 98 se mueven a la posición cerrada, se alarga, dando como resultado más y más fluido circulando a través de este puerto. Como se describió previamente, cuando la palanca se encuentra en la posición total de 0 grados, el puerto 26 del alojamiento superior 16 se encuentra en comunicación con la cámara formada por la paleta primaria 50a y las paletas secundarias 98 durante casi todo el choque de compresión de las paletas secundarias 98 con respecto a la paleta 50 a de manera que se logra una circulación completa cuando la bomba 10 se encuentra en este modo. Resultados similares en la dirección de circulación inversa se logran girando la palanca 120 entre la posición de - orientarse en varias posiciones fijas, y que comprende además : una guía de paleta ajustable que lleva el miembro colocado dentro de dicho alojamiento en donde la guía de paleta ajustable que lleva el miembro, oscila dicha paleta secundaria entre las posiciones relativamente abierta y cerrada con relación a dicha paleta primaria en respuesta a la rotación de dicha paleta primaria, variando el punto durante la rotación de dicha primera flecha y dicha paleta primaria en el cual dicha paleta secundaria alcanza las posiciones relativamente abierta y cerrada con relación a dicho alojamiento y dicha abertura de puerto a fin de ajustar la comunicación de dicha abertura de puerto con dicha cámara y por lo tanto se ajusta el volumen de flujo de fluido y/o dirección.
- 30. La máquina de fluido de la reivindicación 29 en donde se proporciona un canal de fluido a través del centro de dicha primera flecha, hacia dicha porción esférica de dicha segunda flecha y fuera de dicha segunda flecha, proporcionando un flujo de lubricante y/o refrigerante a través de los miembros interiores de dicha máquina de fluido.
- 31. La máquina de fluido de la reivindicación 22 en donde dicho anillo de soporte es un anillo exterior instalado en dicha pared de dicho alojamiento.
- 32. Un método para fluir simultáneamente un primer - - fluido y un segundo fluido a través de la misma máquina de fluido que comprende las etapas de: proporcionar un alojamiento que tiene una pared que define un interior generalmente esférico, teniendo el alojamiento al menos una abertura de puerto en comunicación con dicho interior de dicho alojamiento a través del cual se deja fluir el fluido desde una fuente de fluido; proporcionar una primera flecha instalada para girar con relación a dicho alojamiento alrededor de un eje primario, en donde al menos una porción de dicha primera flecha se extiende a través de dicha pared de alojamiento; proporcionar al menos una paleta primaria colocada dentro del interior del alojamiento que gira alrededor de dicho eje primario; proporcionar al menos una paleta secundaria colocada dentro del interior del alojamiento e instalada en dicha paleta primaria sobre un primer eje pivotal; girar dicha paleta primaria alrededor de dicho eje primario oscilando pivotalmente dicha paleta secundaria entre las posiciones alternantes relativamente abierta y cerrada con respecto a dicha paleta primaria, definiendo el alojamiento, la paleta primaria y la paleta secundaria una cámara de fluido para contener el fluido dentro del interior del alojamiento gue tiene un volumen que varía a medida que gira la paleta primaria alrededor del eje primario; y proporcionar un primer fluido y un segundo fluido y conectar dichos primero y segundo fluidos a las aberturas de puerto apropiadas para permitir el movimiento separado de dichos fluidos primero y segundo a través de dicha máquina de fluido.
- 33. El método de la reivindicación 32 en donde dicho primer fluido se utiliza para energizar dicha máquina y dicho segundo fluido se bombea, comprime o bombea al vacío.
- 34. El método de la reivindicación 32 en donde dicho primer fluido y dicho segundo fluido proporcionan dos diferentes velocidades de flujo.
- 35. El método de la reivindicación 34 en donde dichas diferentes velocidades de flujo se proporcionan al utilizar al menos una abertura de puerto excéntrico ajustable.
- 36. El método de la reivindicación 34 en donde dichas diferentes velocidades de flujo se proporcionan al girar al menos una abertura de puerto hacia una nueva posición fija en relación a dicho eje primario.
- 37. El método de la reivindicación 34 en donde dichas dos diferentes velocidades de flujo se proporcionan al alterar la forma o ángulo de cara de una o más paletas.
- 38. El método de la reivindicación 34 en donde a dicho primer fluido y dicho segundo fluido se dan dos diferentes velocidades de flujo mediante la provisión de una - trayectoria de flujo relativamente de una vía entre las cámaras de fluido.
- 39. El método de la reivindicación 38 en donde dicha trayectoria de flujo relativamente de una vía entre las cámaras de fluido se lleva a cabo a través de una trayectoria de flujo alrededor de una paleta.
- 40. El método de la reivindicación 38 en donde dicha trayectoria de flujo relativamente de una vía entre las cámaras de fluido se lleva a cabo a través de una trayectoria de flujo a través de una paleta.
- 41. El método de la reivindicación 32 en donde dicho primer fluido y dicho segundo fluido proporcionan diferentes tasas de compresión.
- 42. El método de la reivindicación 41 en donde al menos una de dichas diferentes tasas de compresión se obtiene al alterar la forma o ancho de la paleta.
- 43. El método de la reivindicación 32 en donde dicha al menos una abertura de puerto es ajustable y tiene una primera abertura capaz de adaptar la comunicación continua de fluido con una cámara de cierre de aproximación para bombear fluidos no compresibles pero que pueden ajustarse a una segunda abertura para convertir dicha máquina de fluido a un compresor para fluidos compresibles.
- 44. El método de la reivindicación 43 en donde dichas primera y segunda aberturas de puerto se diferencian 7 por el tamaño.
- 45. El método de la reivindicación 43 en donde dichas primera y segunda aberturas de puerto se diferencian por la forma.
- 46. El método de la reivindicación 43 en donde dicho ajuste de aberturas de puerto se realiza por un inserto de puerto.
- 47. El método de la reivindicación 32 en donde dicha paleta primaria se ajusta en peso o densidad para hacerse pesada con relación al peso o densidad de la paleta secundaria para proporcionar energía adicional de impulso almacenado, cuya energía es adicionalmente ventajosa en la operación eficiente y la operación uniforme de la máquina de fluido.
- 48. El método de la reivindicación 32 que comprende además la etapa de ajustar la densidad y/o el peso de dicha paleta secundaria a fin de proporcionar impulso cerca de la posición relativamente cerrada con respecto a dicha paleta primaria para equilibrar las fuerzas ejercidas sobre dicha paleta secundaria por el fluido presurizado en dicha cámara.
- 49. El método de la reivindicación 32 en donde dicha paleta secundaria se acopla pivotalmente a un anillo de soporte, de manera que dicha paleta secundaria se gira alrededor de un eje pivotal secundario perpendicular al eje de rotación de dicho anillo de soporte ocasionando que dicha paleta secundaria se alterne entre las posiciones relativamente abierta y cerrada a medida que dicha paleta secundaria se gira alrededor de dicho eje primario mediante dicha primera flecha; estando el eje de rotación de dicho anillo de soporte orientado en un ángulo oblicuo en relación a dicho eje primario de dicho primer eje.
- 50. El método de la reivindicación 49 que comprende además la etapa de proporcionar un segundo eje que se extiende hacia dicho interior de dicho alojamiento opuesto a dicha flecha giratoria, teniendo dicha flecha secundaria una porción esférica alrededor de la cual gira dicha paleta primaria y en donde dicho anillo de soporte se transporta de manera giratoria sobre dicha porción esférica de dicha flecha secundaria.
- 51. El método de la reivindicación 50 que comprende además el acoplamiento giratorio de dicha primera flecha en dicha porción esférica de dicha segunda flecha para proporcionar rigidez a la estructura.
- 52. El método de la reivindicación 51 que comprende además la etapa de hacer fluir un lubricante y/o refrigerante a través del centro de dicha primera flecha, hacia dicha porción esférica de dicha segunda flecha y fuera de dicha segunda flecha.
- 53. El método de la reivindicación 50 que - - comprende además la etapa de proporcionar sellos sobre ambas paletas primaria y secundaria que hacen contacto tanto con dicho alojamiento como con dicha porción esférica de dicha segunda flecha durante la operación.
- 54. El método de la reivindicación 50 en donde dicha segunda flecha se instala de manera ajustable a dicho alojamiento de manera que dicha segunda flecha puede orientarse en varias posiciones fijas y que comprende además la etapa de: mover dicha segunda flecha desde una primera posición fija hacia una segunda posición fija para variar el punto en el cual la paleta secundaria alcanza las posiciones relativamente abierta y cerrada en relación al puerto de manera que el grado de comunicación del puerto con la cámara de fluido definido por las paletas primaria y secundaria puede ajustarse para variar el flujo de fluido a través del puerto .
- 55. El método de la reivindicación 49 en donde dicho anillo de soporte se proporciona como un anillo exterior instalado en dicha pared de dicho alojamiento.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10784709 | 2004-02-23 |
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