CAMPO DE LA INVENCIÓN.

Esta invención se refiere a equipos reciprocantes que tienen la función de presurizar e impulsar fluidos, manteniendo la presión constante en todo momento a través de tuberías, depósitos o sistemas en general, con el fin de llevar al cabo algún proceso.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se han desarrollado un sinnúmero de equipos reciprocantes que tienen la función de presurizar fluidos, todos ellos mantienen una determinada presión nominal y son accionados por un motores eléctricos así como por motores de combustión interna o externa o por sistemas que utilizan energías renovables, ejemplos de estos equipos son los que se muestran en las patentes US1707304 US1941651 US2992769 US3741676 US7980829 US8272848 US20060180018 , sin embargo, en todos ellos, aunque manejan una presión nominal, en su operación requieren de un rango amplio de presiones de trabajo, en donde el sistema es encendido cuando la presión ha descendido a ciertos niveles y se detiene cuando la presión ha llegado a un valor máximo, por lo que, para suministrar fluidos a una presión precisa y uniforme, requieren de otros sub-sistemas como lo son los reguladores de presión, cuya función es normalizar las diferentes presiones en que operan los equipos para entregar fluidos a una presión relativamente uniforme. Un problema grave que presentan estos equipos es el hecho en que, cuando el rango de presiones de trabajo es pequeña, estos equipos encienden y se detienen muchas veces por minuto, consumiendo una gran cantidad de energía en este proceso, otro problema es el hecho que estos equipos operan a altas revoluciones por minuto, por lo que se requieren sistemas de lubricación y enfriamiento que combatan el calor que se genera por la fricción, estos sistemas de enfriamiento siempre llegarán a contaminar el fluido que se pretende presurizar con líquidos refrigerantes y lubricantes, por lo que nuevamente se requieren sub-sistemas como filtros que retiren estas partículas, otra gran desventaja es el hecho que estos equipos no pueden manipular fluidos a altas temperaturas (mayores a 300 grados centígrados) requeridos en sistemas de energías renovables para la colección térmica y finalmente estos equipos no ofrecen una presión de salida uniforme siendo su margen de operación muy alto, por lo que siempre se presentan variaciones de presión ( en muchos casos excesiva) en los sistemas en donde son instalados.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA INVENCIÓN.

Se presenta un novedoso equipo presurizador de fluidos reciprocante de baja velocidad para usarse en sistemas de alta y baja presión, que realiza la presurización de fluidos a una determinada presión de manera constante, precisa con un bajo costo operativo, que tiene la capacidad de manipular fluidos altas presiones y temperaturas, y que es a su vez mantienen el sistema a temperaturas que evitan el uso de lubricantes líquidos que eventualmente pueden contaminar los fluidos a ser presurizados, este está compuesto de dos cámaras cilindricas colocadas co-linealmente, entre ellas, un sistema tipo leva, que impulsa alternativamente los émbolos que se alojan en dichas cámaras para lograr en ellos un movimiento reciprocante, el sistema mecánico que impulsa dichos émbolos de forma alternativa está compuesto de un eje transversal con una leva, en donde un brazo que posee un contrapeso en su extremo es conectado a dicho eje, por lo que el momento o fuerza de palanca que realiza dicho contrapeso será trasmitido al eje-leva y estos finalmente a los émbolos, que aplicarán dicha fuerza a los fluidos contenidos en las cámaras, un sistema de válvulas antirretorno permitirán el ingreso de fluido a baja presión y la expulsión de fluidos presurizados de las cámaras, finalmente, un motor eléctrico, accionado por un sensor de posición, impulsa un mecanismo que mantiene el brazo en posición horizontal en todo momento. Los émbolos poseen sellos de materiales de bajo coeficiente de fricción y alta resistencia térmica como lo son el grafito, molibdeno, tungsteno o el PTFE politetraflouroetileno (Teflón).

Aumentando el contrapeso o la distancia al eje #6 nos permite obtener con precisión la presión requerida en la salida del sistema. Este equipo es sumamente útil para mantener la presión constante en fluidos en sistemas residenciales e industriales, sin embargo, su mayor utilidad podría estar en alimentar sistemas en donde se manejen altas presiones y temperaturas como lo son los fluidos utilizados en sistemas concentradores de energía solar. La ventaja que ofrece este diseño sobre lo actualmente conocido es su alta capacidad de presurización utilizando muy poca energía eléctrica en un equipo que opera silenciosamente, asimismo la alta capacidad de presurizar fluidos a altas temperaturas.

Habiendo descrito la naturaleza de la presente invención, un ejemplo se describe con referencias a los dibujos adjuntos, sin embargo, los expertos en la técnica apreciarán que muchas variaciones se pueden idear sin apartarse del alcance de la invención como fue descrita anteriormente.

FIG 1.- Vistas en un corte longitudinal del equipo presurizador en punto extremo A. FIG 2.- Vistas en un corte longitudinal del equipo presurizador en punto extremo B. FIG 3.- Vistas en isométrico.

NUMERACIÓN Y DESCRIPCIÓN GENERAL DE PARTES CONTENIDOS EN LAS FIGURAS.

1.- Cámaras de presurización 2.- Motor eléctrico. 3.- Brazo 4.- Leva 5.- Engrane 6.- Eje 7.- Deposito de fluido sobre-presurizado 8.-Ductos de entrada 9.- Ductos de salida 10.- Contrapeso 11.- Sensor de posición 12.- Válvulas anti-retorno 13 - Sellos 14.- Émbolos 15.- Resorte 16.- Perno retráctil

Descripción y Funcionamiento de la Presurizador de fluidos Isobárico. Figuras 1-3

El fluido del sistemas que es admitido a través de los conductos #8, ingresa a ambas cámaras #1, de forma alternativa, debido al accionar de las válvulas anti-retorno #12, las cuales canalizan el fluido para que fluya siempre a la cámara con menor presión, una vez adentro de la cámara el fluido es presurizado por la fuerza que ejerce el contra-peso #10 sobre la leva #4 que impulsa al embolo #14, este fluido se mantendrá presurizado y en el momento que fluido sea conducido a través del ducto de salida #9 y descienda la presión de la cámara, el brazo #3 y contrapésenlo descenderán y el sensor de posición #11 detectará este cambio de posición y enviará una señal al motor #2 para que a través del sistema de engranes #5 conectados al brazo, lo eleven hasta alcanzar la posición horizontal nuevamente, en este instante, el sensor de posición detectara que el brazo se encuentra en esta posición e interrumpirá la energía al motor produciendo que este se detenga, cuando la leva #4 llega a su posición más extrema "A" Fig. 1, iniciará el impulso alternativo del embolo #14 de la segunda cámara, permitiendo que un sistema retráctil compuesto de un resorte #15 y un perno #16 retornen el embolo #14 a su posición inicial, en este recorrido de retorno, el embolo asimilará fluido proveniente del ducto de entrada #8, cuando el embolo haya llegado a su posición inicial (posición extrema "B" Fig. 2), iniciará nuevamente el ciclo anteriormente descrito de manera natura. A la salida del equipo, puede existir un depósito con una presión mayor requerida por el sistema (sobre-presurizado) #7 con un regulador de presión que permitirá una mayor uniformidad en la presión de salida.

Para fabricar los componentes de este equipo se pueden utilizar materiales metálicos como lo son aceros al carbón, inoxidables, aluminios, bronce, titanio o tungsteno, así como materiales plásticos como el nylon o el polipropileno, esto dependiendo de la aplicación que se desea atender, estas son fabricadas utilizando maquinaria convencional como lo son los centros de maquinado CNC.