COMPRESSORES DE REFRIGERAÇÃO
Eletromagnéticos
COM SOMENTE UMA PEÇA MÓVEL
A invenção cria um MOTOR VAIVÉM ELETROMAGNÉTICO de uso geral e cuja principal característica é ser constituído de somente uma peça móvel.
Este motor pela sua própria constituição atua como um compressor.
Pelas suas características de compressor hermético, baixo custo, alto rendimento, tamanho reduzido, possibilidade de duplo estágio, encontra aplicação imediata em sistemas de refrigeração.
ESQUEMA DO MOTOR.
Na figura 1 vê-se um cilindro hermético C1 que é construído com material não magnético.
Envolvendo o cilindro estão os eletromagnetos representados por duas bobinas B1 e B2, dentro do cilindro está o pistão P1 constituído de um eletroímã com polarizações N e S.
S1 e S2 são sensores de quaisquer tipos. Comandam circuitos de chaveamento eletrônico enviando um pulso sempre que o pistão P1 chega ao final de seu curso.
Em um primeiro instante, quando é ligada a corrente o pistão P1 é atraído para dentro da bobina B2, quando atinge o final do curso, o sensor S2 envia um pulso para o circuito de chaveamento que desliga B2 e liga B. Isto faz com que o pistão seja atraído em sentido contrário para dentro de B1 e, da mesma maneira, quando atingir S1será enviado um pulso que comandara o desligamento de B1 e ligará B2. O ciclo continua até ser desligada a corrente do circuito.
Na figura 2 abaixo vemos o esquema completo do motor, CI-1 é um controle eletrônico que recebe em sua entrada E1 os pulsos dos sensores S1 e S2, sempre no instante em que o pistão P1 os atua por proximidade.
CI-1 pode ser substituído por sistemas de chaveamentos informatizados com programas específicos para varias utilidades.
B1 e B2 neste sistema apresentado, são alimentados por corrente contínua através dos tiristores TR1 e TR2 que são comandados pelo circuito de chaveamento CI-1.
Os esquemas mostrados são meramente explicativos, a construção admite várias melhorias com a vasta tecnologia dos eletroímãs disponíveis modernamente.
MOTOR COM MAIS FORCA E RENDIMENTO.
Na figura 3, uma série de eletroímãs 1, 3, 5 e 7 puxa os imãs permanentes A, B, C e D para esquerda, outra série 2, 4, 6 e 8 puxam para direita.
Desta maneira consegue-se uma melhor integração magnética com melhor desempenho.
FUNCIONAM COMO DOIS COMPRESSORES EM PARALELO.
As câmaras de compressão dispõem das válvulas V1, V2,V3 e V4 que comandam as entradas e as saídas dos gases, tais e quais as válvulas de compressores comuns, podem ser de palhetas ou outros tipos.
Podem ser ligados comprimindo a mesma fonte de gás, funcionam independentes, e somam seus volumes, como mostrado abaixo na figura 4.
O funcionamento é em dois tempos, em um primeiro tempo o pistão se desloca para esquerda V1fecha e V3 se abre e o gás é empurrado pela saída S do tubo. neste mesmo tempo, V2 abre e aspira o gás pela entrada comum E.
Em um segundo tempo, em que o pistão se desloca para direita, V1abre e aspira o ar ou gás pela entrada comum E, V2 fecha e V4 se abre e o gás é empurrado pela saída S.
FUNCIONAM COMO DOIS COMPRESSORES INDEPENDENTES.
A câmara de compressão da esquerda, CCE e a câmara de compressão da direita, CCD, atuam independentes, como mostrado na figura 5.
COMPRESSORES DE DUPLO ESTÁGIO.
Aumentam notavelmente a pressão final obtida.
O compressor nesta configuração usa suas duas câmaras de compressão com diferentes cilindradas.
A câmara de compressão CCE tem maior diâmetro do que a câmara CCD.
Em um primeiro estágio CCE aspira o ar ou gás pela entrada E e injeta através de sua válvula V3 diretamente em CCD havendo uma primeira compressão, ou seja, o primeiro ciclo.
O gás que já está comprimido no interior de CCD é novamente comprimido, em um segundo ciclo, saindo por S.
Deve-se notar que o pistão A tem maior diâmetro do que os pistões B, C e D.
Em circuitos fechados de refrigeração a lubrificação usa óleos especiais para cada tipo de gás refrigerante usado.
BOMBA PARA LÍQUIDOS.
Todos os compressores mostrados e descritos têm a mesma configuração de bombas para líquidos, isto é, funcionam da mesma maneira, só que em vez de ar ou gás, funcionam com líquidos.
Na configuração de bombas para líquidos podem ser incluídas especificações para diversas utilidades e tipos de líquidos. Líquidos corrosivos, por exemplo, neste caso a parte interna do cilindro e o pistão são recobertos por materiais não corrosivos específicos para cada tipo de líquido.
Como o sistema funciona por magnetismo, os pistões continuam sofrendo a mesma força de atração e repulsão dos eletromagnetos, haverá sim uma perda de rendimento porque por mais fina a película que encobrir cilindro e pistão, aumentara a distância entre os eletromagnetos e os imãs permanentes.
Uma grande vantagem da invenção é que o ciclo, ou curso dos pistões é completado independentemente das velocidades envolvidas.
Este fato tem como conseqüência que a viscosidade do liquido bombeado não faz cessar o funcionamento do sistema. O curso dos pistões só é invertido quando algum dos pistões chega efetivamente ao final de seu curso, e somente nesta condição é que irá atuar o sensor que comanda o chaveamento.
Isto permite ao sistema várias vantagens, sendo uma delas permitir bombear líquidos tão espessos como graxa.
Os materiais que recobrem os pistões e os cilindros podem ser selecionados para se obter um mínimo de atrito podendo inclusive dispensar lubrificações.
Um sistema de bombeamento com estas características pode ser útil para uso sem contaminações, sendo um bom exemplo bombear sangue humano.
Aliado a fácil alimentação de CC e altos rendimentos obtidos com configurações especiais, podem servir como coração artificial.
CONFIGURAÇÕES ESPECIAIS.
O sistema admite muitas configurações que aumentam seu rendimento, como a mostrada na figura 3 acima,
Muitas outras configurações podem ser implementadas para aumentar o rendimento.
Os pistões podem ser fabricados com materiais laminados de ferro silício, de baixa histerese ou podem ser usados modernos imãs de terras raras, os chamados super imãs.
Os eletroímãs podem ser implementados com enrolamentos e fios especiais que envolvem modernas técnicas de conhecimento geral.
Os enrolamentos mostrados nos esquemas como somente envolvendo os cilindros, na realidade construtiva podem ser formados por bobinas mais abrangentes, que além de envolverem os cilindros contém núcleos que se prolongam nas direções dos cilindros.
Estes núcleos são mostrados na figura 7 como N1 e N2 e os enrolamentos dos eletromagnetos, B1 e B2, recobrem parte do cilindro e os núcleos.
Os eletromagnetos são na realidade ligados em contrafaze, isto é, quando um está puxando o imã o outro está empurrando o imã. Em outras palavras, um atrai e o outro repele o pistão.
MOTOR VAIVÉM PARA FERRAMENTAS.
Em configurações para uso em ferramentas, o pistão é montado em uma haste que ultrapassa uma ou as duas tampas dos cilindros, serve para impulsionar máquinas as mais diversas, como serras tico-tico, martelos, marteletes, controle industrial, robótica, etc.
Foi apresentado um resumo, detalhes construtivos, como esquemas da parte eletrônica dos chaveamentos e dos sensores estão descritos na patente de invenção depositada no INPI.
Contactos: Henrique Lavigne
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